DE102007017770B4 - Fluidmaschine, Rankine-Kreislauf und Steuerungsverfahren - Google Patents

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Abstract

Rankine-Kreislauf, umfassend: eine Pumpe (130) zum Unter-Druck-Setzen und Zuführen eines Arbeitsfluids; eine Heizung (42) zum Erwärmen des Arbeitsfluids, das unter Druck gesetzt und von der Pumpe (130) zugeführt wurde, in einen Dampfphasenzustand; eine Expansionseinheit (110) zum Erzeugen einer Antriebskraft durch Expandieren des aus der Heizung (42) strömenden Arbeitsfluids; einen Kondensator (32) zum Kondensieren des aus der Expansionseinheit (110) strömenden Arbeitsfluids; eine Öllagerungseinrichtung (101) zum Lagern von Schmieröl darin zum Schmieren einer Gleitfläche der Expansionseinheit (110); einen Schmierölzuführungsdurchgang (102) zum Leiten des in der Öllagerungseinrichtung (101) gelagerten Schmieröls an einen Gleitabschnitt (113c, 113d) der Expansionseinheit (110) durch einen Strom des Arbeitsfluids; einen Verbindungsdurchgang (116), durch den ein Hochdruckabschnitt (114) der Expansionseinheit (110) mit einem Niederdruckabschnitt (113e, 111d) der Expansionseinheit (110) in Verbindung steht; eine Öffnungs- und Schließeinrichtung (117) zum Öffnen und Schließen des Verbindungsdurchgangs (116); und eine Steuereinrichtung (52) zum Steuern des Betriebs der Pumpe (130) und der Öffnungs- und Schließeinrichtung (117), wobei die Steuereinrichtung (52) die Pumpe (130) betreibt, wobei der Verbindungsdurchgang (116) von der Öffnungs- und Schließeinrichtung (117) geöffnet ist, und der Verbindungsdurchgang (116) dann von der Öffnungs- und Schließeinrichtung (117) geschlossen wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rankine-Kreislauf und ein Steuerungsverfahren für eine Fluidmaschine.
  • DE 10 2005 009 752 A1 beschreibt eine Fluidmaschine mit einem Pumpenmodusbetrieb und einem Motormodusbetrieb, bei dem der Fluiddruck in Bewegungsenergie umgewandelt wird. Die Fluidmaschine weist eine Expansions- und eine Kompressionsvorrichtung auf, wobei die Fluidmaschine mit erhöhter Drehzahl arbeitet, wenn die Expansions- und Kompressionsvorrichtung im Pumpenmodusbetrieb arbeitet.
  • DE 698 25 535 T2 beschreibt einen Spiralverdichter für eine Klimaanlage und DE 694 11 131 T2 beschreibt eine Spiralmaschine mit Gegendrehrichtungsschutz, die zur Verdichtung von Kältemittel in Klimaanlagen verwendet wird.
  • Weiterhin wird in US 6 227 831 B1 und JP 000H09158865 A ein Kompressor für einen Kältemittelkreis beschrieben, wie er üblicherweise für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug verwendet wird.
  • JP 000H06213179 A beschreibt einen Kompressor für Klimaanlagen in Zusammenhang mit einer Ventilanordnung.
  • JP 0000H0988511 A beschreibt eine Energieerzeugungsvorrichtung mit einem Kältekreis, wobei verhindert wird, dass sich Schmieröl mit dem Arbeitsmedium in einer Leitung vermischt.
  • Eine herkömmliche Fluidmaschine umfasst einen Wärmetauscher zum Einführen einer Wärmequelle in einen Ölbehälter eines Ölabscheiders über Rohrleitungen in einem Rankine-Kreislauf mit einer Expansionseinheit, einem Kondensator, einer Kältemittelpumpe, einem Dampfgenerator und dem Ölabscheider (wie zum Beispiel in der JP S58-32 908 A offenbart). Das ölhaltige flüssige Kältemittel in dem Ölbehälter wird geeignet überhitzt, indem eine Zufuhrmenge von Wärme gesteuert wird, die von Hitzequelle in den Wärmetauscher eingeführt wird. Das in dem Öl gelöste flüssige Kältemittel wird verdampft, so dass das ölige vorzügliche Schmieröl über eine Ölrohrleitung an die Expansionseinheit zugeführt wird.
  • Das vorstehend erwähnte Ölabscheidungsverfahren erfordert jedoch die Steuerung des Wärmetauschers und die passende Einstellung der Zuführungsmenge von der Hitzequelle, um Öl von Kältemittel zu trennen. Dies führt zu einer erhöhten Anzahl von Bestandteilen, die eine Fluidmaschine aufbauen, wodurch ein großer Einstellraum und hohe Kosten für die Vorrichtung benötigt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorangehenden Probleme zu Stande gebracht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rankine-Kreislauf mit einer Fluidmaschine und ein Steuerungsverfahren für diese bereitzustellen.
  • Dies wird durch den Rankine-Kreislauf nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 14 erreicht.
  • Gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst ein Rankine-Kreislauf: eine Öllagerungseinrichtung zum Lagern von Schmieröl darin zum Schmieren einer Gleitfläche einer Expansionseinheit; einen Schmierölzuführungsdurchgang zum Leiten des in der Öllagerungseinrichtung gelagerten Schmieröls an einen Gleitabschnitt der Expansionseinheit durch einen Strom des Arbeitsfluids; einen Verbindungsdurchgang, durch den ein Hochdruckabschnitt der Expansionseinheit mit einem Niederdruckabschnitt der Expansionseinheit in Verbindung steht; eine Öffnungs- und Schließeinrichtung zum Öffnen und Schließen des Verbindungsdurchgangs; und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Betriebe einer Pumpe und der Öffnungs- und Schließeinrichtung. Außerdem betreibt die Steuereinrichtung die Pumpe, wobei der Verbindungsdurchgang von der Öffnungs- und Schließeinrichtung geöffnet ist, und schließt den Verbindungsdurchgang dann durch die Öffnungs- und Schließeinrichtung. In diesem Fall wird die Pumpe betrieben, um zu ermöglichen, dass das Arbeitsfluid strömt, wobei der Hochdruckabschnitt der Expansionseinheit über den Verbindungsdurchgang, der beide Abschnitte durch die Öffnungs- uns Schließeinrichtung verbindet, mit ihrem Niederdruckabschnitt in Verbindung steht. Dies kann das Schmieröl mit einem einfachen Aufbau an den Gleitabschnitt zuführen, ohne eine komplizierte Steuerung zu erfordern.
  • Gemäß einem weiteren Beispiel der vorliegenden Erfindung umfasst ein Steuerungsverfahren für eine Fluidmaschine einen ersten Schritt zum Leiten von Schmieröl an eine Gleitfläche der Fluidisationseinrichtung, indem dem Arbeitsfluid ermöglicht wird, bei einem verringerten Gleitflächendruck eines Gleitabschnitts zu strömen, und einen zweiten Schritt des Beendens der Verringerung des Gleitflächendrucks. Auf diese Weise kann das Steuerungsverfahren einer Fluidmaschine bereitgestellt werden, das die Abnutzung und das Blockieren des Gleitabschnitts verhindert, ohne eine komplizierte Steuerung zu erfordern. Auch kann dieses Steuerungsverfahren die Abnutzung und das Blockieren des Gleitabschnitts der Fluidmaschine verhindern, um dadurch eine Produktlebensdauer sicherzustellen.
  • Zum Beispiel kann der erste Schritt ein Schritt sein, um zu ermöglichen, dass das Arbeitsfluid strömt, indem ein Hochdruckabschnitt der Fluidisationseinrichtung mit einem Niederdruckabschnitt von ihr in Verbindung steht, und der zweite Schritt kann ein Schritt zum Unterbrechen der Verbindung zwischen dem Hochdruckabschnitt der Fluidisationseinrichtung und ihrem Niederdruckabschnitt sein.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Steuerungsverfahren einer Fluidmaschine einen ersten Schritt zum Leiten von Schmieröl an eine Gleitfläche eines Gleitabschnitts, indem dem Arbeitsfluid ermöglicht wird, zu strömen, wobei ein Hochdruckabschnitt der Fluidisationseinrichtung über einen Verbindungsdurchgang mit einem Niederdruckabschnitt von ihr in Verbindung steht, und einen zweiten Schritt zum Schließen des Verbindungsdurchgangs. Dies kann ein Steuerungsverfahren zusammen mit der Zuführung von Schmieröl an den Gleitabschnitt und einen normalen elektrischen Energieerzeugungsbetrieb bereitstellen, ohne eine komplizierte Steuerung zu erfordern.
  • Zum Beispiel kann der zweite Schritt das Beenden der Verringerung des Gleitflächendrucks oder das Schließen des Verbindungsdurchgangs bedingen, wenn eine Schmieröldetektionsbedingung für das Detektieren der Zufuhr des Schmieröls an die Gleitfläche des Gleitabschnitts erfüllt ist. In diesem Fall kann der Einsatz der geeigneten Schmieröldetektionsbedingung die Steuerung zur Verringerung des Gleitflächendrucks und die Steuerung der Verbindung des Verbindungsdurchgangs geeigneter durchführen und kann auch die Ausführung nutzloser Steuerung für die Ölabscheidung verringern.
  • Zusätzliche Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher, wobei:
  • 1 ein Schaltbild ist, das ein gesamtes System gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
  • 2 eine Schnittansicht ist, die einen Aufbau eines Expansionsgenerators mit integrierter Kältemittelpumpe der ersten Ausführungsform zeigt;
  • 3 eine Schnittansicht ist, die einen Aufbau eines Expansionsgenerators mit integrierter Kältemittelpumpe einer zweiten Ausführungsform zeigt;
  • 4 ein Flussdiagramm ist, das ein Betriebssteuerungsverfahren des Rankine-Kreislaufs oder der Fluidmaschine zeigt, das von der Steuereinrichtung der ersten und zweiten Ausführungsformen durchgeführt wird;
  • 5 ein Flussdiagramm ist, das ein anderes Betriebssteuerungsverfahren eines Rankine-Kreislaufs oder einer Fluidmaschine zeigt, das von der Steuereinrichtung der ersten und zweiten Ausführungsformen durchgeführt wird;
  • 6 eine Schnittansicht ist, die einen Aufbau eines Expansionsgenerators mit integrierter Kältemittelpumpe einer dritten Ausführungsform zeigt;
  • 7 eine Schnittansicht ist, die einen Aufbau eines Expansionsgenerators mit integrierter Kältemittelpumpe einer vierten Ausführungsform zeigt;
  • 8 ein Flussdiagramm ist, das ein Betriebssteuerungsverfahren des Rankine-Kreislaufs oder der Fluidmaschine zeigt, das von der Steuereinrichtung der dritten und vierten Ausführungsformen durchgeführt wird;
  • 9 ein Flussdiagramm ist, das ein Betriebssteuerungsverfahren des Rankine-Kreislaufs oder der Fluidmaschine einer fünften Ausführungsform zeigt, das von jeder Steuereinrichtung der ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsformen durchgeführt wird; und
  • 10 ein Flussdiagramm ist, das ein Betriebssteuerungsverfahren des Rankine-Kreislaufs oder der Fluidmaschine einer sechsten Ausführungsform zeigt, das von jeder Steuereinrichtung der ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsformen durchgeführt wird.
  • (Erste Ausführungsform)
  • In dieser Ausführungsform wird ein Expansionsgenerator mit integrierter Kältemittelpumpe (auf den nachstehend als ein Pumpenexpansionsgenerator Bezug genommen wird) als ein Beispiel einer Fluidmaschine nachstehend beschrieben. Der Pumpenexpansionsgenerator 100 wird in einem Rankine-Kreislauf 40 verwendet, der einen Kondensator 32 und einen Dampf-Flüssigkeitsabscheider 33 gemeinsam mit einem Kältemittelkreislauf 30 für ein Fahrzeug verwendet. Der Pumpenexpansionsgenerator 100 hat eine Expansionseinheit 110, die als eine Fluidisationseinrichtung dient, einen Motorgenerator 120, der ein von der Expansionseinheit 110 angetriebener Abschnitt ist und als ein elektrischer Motor und ein Generator dient, und eine Kältemittelpumpe 130, die alle integral ausgebildet sind.
  • Die Ausführungsform wird nachstehend unter Bezug auf 1, 2, 4 und 5 beschrieben. 1 zeigt einen gesamten Systemaufbau. Der Kältemittelkreislauf 30 soll kalte Wärme und heiße Wärme zum Klimatisieren verwenden, indem ermöglicht wird, dass Wärme auf der Niedertemperaturseite auf die Hochtemperaturseite überführt wird. Der Kältemittelkreislauf wird gebildet, indem ein Kompressor 31, der Kondensator 32, der Dampf-Flüssigkeitsabscheider 33, ein Dekompressor 34 und ein Verdampfer 35 nacheinander ringförmig verbunden werden.
  • Der Kompressor 31 wird betrieben, indem er mit einer Antriebskraft eines Fahrzeugmotors 10 versorgt wird, die über einen Antriebsriemen 12, eine Riemenscheibe 31a und eine elektromagnetische Kupplung 31b übertragen wird, um Kältemittel des Kältemittelkreislaufs 30 in eines mit hoher Temperatur und hohem Druck zu verdichten. Der Kondensator 32 ist ein Wärmetauscher, der das von dem Kompressor 31 verdichtete Kältemittel mit hoher Temperatur und hohem Druck kühlt, um es zu kondensieren und zu verflüssigen. Der Dampf-Flüssigkeitsabscheider 33 ist ein Sammler, der das von dem Kondensator 32 kondensierte Kältemittel in dampfphasige und flüssigphasige Kältemittel trennt, um das flüssigphasige Kältemittel ausfließen zu lassen. Ein Ventilator 32a schickt Luft außerhalb eines Fahrgastraums des Fahrzeugs als Kühlluft an den Kondensator 32.
  • Der Dekompressor 34 ist ein Expansionsventil zum Dekomprimieren und Ausdehnen des flüssigphasigen Kältemittels, das von dem Dampf-Flüssigkeitsabscheider 33 getrennt wird. Der Verdampfer 35 ist ein Wärmetauscher zum Verdampfen des von dem Dekompressor 34 dekomprimierten Kältemittels, um eine Wärmeabsorptionswirkung zu zeigen, und ist in einem Klimaanlagengehäuse 30a angeordnet. Die in das Klimaanlagengehäuse 30a von einem Gebläse 35a angesaugte Außen- oder Innenluft wird von dem Verdampfer 35 gekühlt, um als klimatisierte Luft in den Fahrzeugraum geblasen zu werden.
  • Der Rankine-Kreislauf 40 sammelt die Energie als die Antriebskraft, die von der Expansionseinheit 110 aus an dem Motor 10 erzeugter Abwärme erzeugt wird. Der Rankine-Kreislauf 40 verwendet den Kondensator 32 und den Dampf-Flüssigkeitsabscheider 33 gemeinsam mit dem Kältemittelkreislauf 30. Der Rankine-Kreislauf 40 umfasst einen Umleitungsströmungsweg 41 zum Umgehen des Kondensators 32 und des Dampf-Flüssigkeitsabscheiders 33. Der Rankine-Kreislauf 40 umfasst ferner eine Kältemittelpumpe 130, eine Heizung 42 und die Expansionseinheit 110 in dieser Reihenfolge von der nahen Seite des Dampf-Flüssigkeitsabscheiders 33 des Umleitungsströmungswegs 41, und der Kondensator 32 ist mit der Expansionseinheit 110 verbunden.
  • Die Kältemittelpumpe 130 dient zum Unter-Druck-Setzen, Zuführen und Zirkulieren des Kältemittels, das als das Arbeitsfluid in dem Rankine-Kreislauf 40 dient, an die Seite der Heizung 42. Das Kältemittel innerhalb des Rankine-Kreislaufs 40 ist das gleiche wie in dem Kältemittelkreislauf 30. Die Heizung 42 ist ein Wärmetauscher zum Heizen des Kältemittels durch Austauschen von Wärme zwischen dem unter Druck stehenden Kältemittel, das durch und von der Kältemittelpumpe 130 zugeführt wird, und einem Motorkühlmittel (heißes Wasser), das in einem in dem Motor 10 angeordneten Heißwasserkreis 20 zirkuliert, um überhitztes Dampfkältemittel zu erzeugen.
  • Der Heißwasserkreis 20 ist mit einer elektrischen Wasserpumpe 21 zum Zirkulieren des Motorkühlmittels, einem Strahler 22 zum Austauschen von Wärme zwischen dem Motorkühlmittel und der Außenluft und zum Kühlen des Motorkühlmittels und einem Heizungskern 23 zum Erwärmen der klimatisierten Luft unter Verwendung des Motorkühlmittels als eine Heizquelle versehen. Der Strahler 22 ist mit einem Strahlerumleitungsströmungsweg 22a versehen. Der Durchsatz des Motorkühlmittels, das durch den Strahler 22 läuft, wird von einem Thermostat 22b eingestellt, der geeignet ist, entsprechend der Temperatur des Motorkühlmittels einen Ventilabschnitt zu öffnen und zu schließen. Der Heizungskern 23 ist in dem Klimaanlagengehäuse 30a zusammen mit dem Verdampfer 35 angeordnet, so dass die klimatisierte Luft von dem Verdampfer 35 und dem Heizungskern 23 auf eine vom Fahrgast festgelegte Temperatur eingestellt wird.
  • Die Expansionseinheit 110 erzeugt die Antriebskraft durch die Expansion des überhitzten Dampfkältemittels, das aus der Heizung 42 strömt. Eine Energiespeisungssteuerungsschaltung 50 steuert die Betriebe verschiedener Arten von Vorrichtungen in dem Kältemittelkreislauf 30 und dem Rankine-Kreislauf 40 und hat einen Stromrichter 51 und eine Steuervorrichtung 52, die als Steuereinrichtungen dienen. Ein Steuersignal kann zwischen beiden, dem Stromrichter 51 und der Steuervorrichtung 52, empfangen und gesendet werden.
  • Der Stromrichter 51 ist geeignet, den Betrieb eines Motorgenerators 120 zu steuern, und insbesondere die von einer Batterie 11 für ein Fahrzeug an den Motorgenerator 120 zugeführte Leistung zu steuern, wenn der Motorgenerator 120 als der elektrische Motor betrieben wird. Der Stromrichter 51 lädt die Batterie 11 auf, indem er die Leistung, die erzeugt wird, wenn der Motorgenerator 120 durch die Antriebskraft der Expansionseinheit 110 als ein elektrischer Generator betrieben wird, solange ein Ladezustand der Batterie 11 erfasst wird.
  • Die Steuervorrichtung 52 steuert den Betrieb des Stromrichters 51 und steuert auch die Betriebe der elektromagnetischen Kupplung, des Ventilators 32a, eines Druckausgleichsventils 117 der Expansionseinheit 110 oder ähnliches, wenn der Kühlungskreislauf 30 und der Rankine-Kreislauf 40 betrieben werden. Die Steuervorrichtung 52 ist mit einem Stromversorgungsschalter, zum Beispiel einem Zündschalter 53, verbunden. Wenn der Zündschalter 53 ausgeschaltet wird, wird die Leistungsversorgung von der Batterie 11 unterbrochen, was die Betriebe der Steuervorrichtung 52 und auch des Stromrichters 51, des Kältemittelkreislaufs 30 und des Rankine-Kreislaufs 40 beendet.
  • Nun wird der Aufbau des Pumpenexpansionsgenerators 100 unter Bezug auf 2 erklärt. Der Pumpenexpansionsgenerator 100 umfasst die Expansionseinheit 110, den Motorgenerator 120 und die Kältemittelpumpe 130, die koaxial miteinander verbunden und integral ausgebildet sind.
  • Die Expansionseinheit 110 ist ein Scrollkompressormechanismus und umfasst insbesondere eine Hochdruckkammer 114, die als ein Hochdruckabschnitt dient, einen Einlasskanal 115, eine Befestigungsgetriebeschnecke 112, eine Drehgetriebeschnecke 113, die als Gleitabschnitt dient, eine Niederdruckkammer 113e, die als ein Niederdruckabschnitt dient, und das Druckausgleichsventil 117, das als Öffnungs- und Schließeinrichtung dient, und ähnliche, die im Inneren eines Expansionseinheitsgehäuses 111 ausgebildet sind. Das Expansionseinheitsgehäuse 111 ist derart ausgebildet, dass ein vorderes Gehäuse 111a, ein äußerer Umfangsabschnitt der festen Getriebeschnecke 112 und ein Wellengehäuse 11b in dieser Reihenfolge verbunden und angeordnet sind.
  • Die Hochdruckkammer 114 ist ein Raum, der dem Hochdruckabschnitt entspricht, und ist zwischen dem vorderen Gehäuse 111a und einem Trägerabschnitt 112a der Befestigungsgetriebeschnecke 112 ausgebildet ist. Die Hochdruckkammer 114 ist derart aufgebaut, dass sie das Pulsieren des Hochtemperatur- und Hochdruck-Kältemittels, das aus der Heizung 42 in diese Kammer strömt, das heißt, das überhitze Dampfkältemittel aufnimmt. Die Hochtemperaturkammer 114 ist mit einem Hochdruckkanal 111c versehen, der mit der Heizung 42 verbunden ist.
  • Der Einlasskanal 115 ist ein Kanal, der bereitgestellt wird, indem ein Loch in der Mitte des Trägerabschnitts 112a der Befestigungsgetriebeschnecke 112 gemacht wird. Der Einlasskanal 115 dient dazu, die Hochdruckkammer 114 mit einer Betriebskammer V in Verbindung zu bringen, wobei das minimale Volumen in der Betriebskammer V durch die Befestigungsgetriebeschnecke 112 und die Drehgetriebeschnecke 113 gebildet wird. Das in die Hochdruckkammer 114 eingeführte überhitzte Dampfkältemittel wird über den Einlasskanal 115 in die Arbeitskammer V geleitet.
  • Die Befestigungsgetriebeschnecke umfasst Spiralzahnabschnitte 112b, die von dem plattenartigen Trägerabschnitt 112a in Richtung der Seite der Drehgetriebeschnecke 113 vorstehen. Die Drehgetriebeschnecke 113 entspricht dem Gleitabschnitt und umfasst Spiralzahnabschnitte 113b, die in einem Zahneingriffkontakt mit den Zahnabschnitten 112b sind, und einen Trägerabschnitt 113a mit den darauf ausgebildeten Zahnabschnitten 113b. Das Drehen der Drehgetriebeschnecke 113, wobei beide Zahnabschnitte 112b, 113b miteinander in Kontakt sind, vergrößert oder schrumpft das Volumen der von beiden Getriebeschnecken 112 und 113 gebildeten Betriebskammer V.
  • Die Hochdruckkammer 114 und die Drehgetriebeschnecke 113 sind durch den Trägerabschnitt 112a der Befestigungsgetriebeschnecke 112 unterteilt. Eine Gleitplatte 113c, die als ein Gleitabschnitt zur Unterstützung einer reibungslosen Drehbewegung der Drehgetriebeschnecke 113 dient, greift zwischen der Drehgetriebeschnecke 113 und dem Wellengehäuse 111b ein.
  • Eine Welle 118 ist mit der Drehgetriebeschnecke 113 verbunden. Das heißt, die Welle 118 wird von einem an dem Wellengehäuse 111b befestigten Lager 118b drehbar gehalten und ist auf einem Ende einer Seite in der Längsrichtung als eine Kurbelwelle mit einem Kurbelabschnitt 118a, der relativ zu einer mittleren Drehachse der Welle exzentrisch ist, ausgebildet. Der Kurbelabschnitt 118a ist über ein Lager 113d mit der Drehgetriebeschnecke 113 verbunden.
  • Ein Drehungsunterbindungsmechanismus 119 ist zwischen der Drehgetriebeschnecke 113 und dem Wellengehäuse 111b bereitgestellt. Der Drehungsunterbindungsmechanismus 119 ermöglicht, dass die Drehgetriebeschnecke 113 sich einmal um den Kurbelabschnitt 118a dreht, während die Kurbel 118 sich einmal auf ihrer Achse dreht. Wenn die Welle 118 sich dreht, läuft die Drehgetriebeschnecke 113 um die mittlere Drehachse der Welle 118, ohne sich auf ihrer Achse zu drehen. Das Volumen der Betriebskammer V wird geändert, um vergrößert zu werden, wenn sie durch die Antriebskraft von dem Motorgenerator 120, d. h. zusammen mit der Drehung der Welle 118 und weiter durch die Expansion des überhitzten Dampfkältemittels aus der Heizung 42 von der Mitte der Drehgetriebeschnecke 113 in Richtung der Außendurchmesserseite verlagert wird.
  • Ein Raum zwischen der äußeren Umfangsseite der Zahnabschnitte 113b der Drehgetriebeschnecke 113 und der äußeren Umfangsseite der Befestigungsgetriebeschnecke 112 ist als die Niederdruckkammer 113 ausgebildet, in welche das expandierte Niederdruckkältemittel strömt.
  • Ein von der Expansionseinheit 110 zu dem Kondensator 32 verbundener Niederdruckkanal 121a ist nahe der Kältemittelpumpe 130 an dem oberen Teil eines Motorgehäuses 121 bereitgestellt. Auf der zu dem Niederdruckkanal 121a entgegengesetzten Seite des Motorgehäuses 121 ist ein Ablaufgasdurchgang 111d, der als ein Fluiddurchgang dient, der sich von der Niederdruckseite beider Getriebeschnecken 112, 113 der Expansionseinheit 110 nach oben erstreckt, d. h. von der äußeren Umfangsseite der Getriebeschnecke, um zu dem Oberteil des Motorgehäuses 121 zu führen. Auf diese Weise stehen der Niederdruckkanal 121a und die Niederdruckseite der Expansionseinheit 110 (die äußere Umfangsseite der Getriebeschnecke) durch den Ablaufgasdurchgang 111d und den Raum im Inneren des Motorgehäuses 121 miteinander in Verbindung.
  • Das Druckausgleichsventil 117 ist die Öffnungs- und Schließeinrichtung zum Öffnen und Schließen eines Verbindungsdurchgangs 116, der die Hochdruckkammer 114 mit der Niederdruckkammer 113e verbindet. Der Verbindungsdurchgang 116 durchdringt den äußeren Umfangsseitenteil des Trägerabschnitts 112a der Befestigungsgetriebeschnecke 112, um die Betriebskammer V zu umgehen, während er als ein Durchgangsloch dient, um direkt zu bewirken, dass die Hochdruckkammer 114 mit der Niederdruckkammer 113e in Verbindung steht. Die Gleitflächendruckeinstellungseinrichtung wird gesteuert, um den Druck der Gleitfläche des Gleitabschnitts, wie etwa der Gleitplatte 113c, einzustellen. Die Gleitflächendruckeinstellungseinrichtung besteht zumindest aus dem Druckausgleichsventil 117.
  • Das Druckausgleichsventil 117 umfasst einen Ventilkörper 117a mit einer Feder 117c, die in eine Gegendruckkammer 117b eingreift, eine Drossel 117d mit einem vorbestimmten Durchtrittswiderstand, die als eine Widerstandseinrichtung dient, um zu bewirken, dass die Gegendruckkammer 117b mit der Hochdruckkammer 114 in Verbindung steht, und ein elektromagnetisches Ventil 117 zum Einstellen des Drucks der Gegendruckkammer 117b durch Verbinden mit der Gegendruckkammer 117b und durch Öffnen oder Schließen der Seite der Niederdruckkammer 113e.
  • Das Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Ventils 117e wird durch ein elektrisches Signal von der Steuervorrichtung 52, zum Beispiel durch Speisen mit Energie und Abschalten, gesteuert. Wenn in dieser Ausführungsform die Energiespeisung von der Steuervorrichtung 52 an das elektromagnetische Ventil 117e unterbrochen wird, wird das elektromagnetische Ventil 117e in einen geöffneten Zustand gebracht. Dann stehen die Gegendruckkammer 117b und die Niederdruckkammer 113e in Verbindung miteinander, und der Druck der Gegendruckkammer 117b wird in Richtung der Niederdruckkammer 113e gelöst. Auf diese Weise wird der Druck der Gegendruckkammer 117b auf einen niedrigeren Pegel als den der Hochdruckkammer 114 verringert, so dass der Ventilkörper 117a verlagert wird, um die Feder 117c durch den Druck auf der Seite der Hochdruckkammer 114 zu komprimieren. Dies bewirkt einen Raum zwischen dem Ventilkörper 117a und dem Trägerabschnitt 112a der Befestigungsgetriebeschnecke 112, wodurch der Verbindungsdurchgang 116 geöffnet wird. Auf diese Weise wirkt das Druckausgleichsventil 117 als ein Umleitungsventil, um dem Kältemittel zu ermöglichen, die Betriebskammer V zu umgehen und zwischen der Hochdruckkammer 114 und der Niederdruckkammer 113e hindurch zu strömen.
  • Wenn das Kältemittel bei Betätigung des Rankine-Kreislaufs 40 oder ähnlichem bei geöffnetem Verbindungsdurchgang 116 zirkuliert, kehrt das in einer Rohrleitung verbleibende flüssige Kältemittel zwischen die Kältemittelheizung und einen Einlass der Expansionseinheit 110 zurück. Da der Verbindungsdurchgang 116 zu diesem Zeitpunkt geöffnet ist, geht das meiste des Kältemittels durch den Verbindungsdurchgang 116. Ein Teil des Kältemittels strömt in die Betriebskammer V. Da kaum eine Druckdifferenz auftritt, ist die Belastung klein, wodurch die Beschädigung des Gleitabschnitts verhindert wird. Wenn der Betrieb des Generators weiter fortgesetzt wird, verdampft das Kältemittel vollständig und kehrt in seine ursprüngliche Position zurück.
  • Im Gegensatz dazu wird das elektromagnetische Ventil 117e nach dem Speisen des elektromagnetischen Ventils 117e mit Energie von der Steuervorrichtung 52 in einen geschlossenen Zustand gebracht. Die Verbindung zwischen der Gegendruckkammer 117b und der Niederdruckkammer 113e wird unterbrochen, so dass der Druck der Hochdruckkammer 114 über die Drossel 117d an die Gegendruckkammer 117b angelegt wird. Der Ventilkörper 117a wird von einer Federkraft der Feder 117c in Richtung des Trägerabschnitts 112a verschoben, wodurch ein Raum zwischen dem Ventilkörper 117a und dem Trägerabschnitt 112a beseitigt wird, um den Verbindungsdurchgang 116 zu schließen.
  • Der Motorgenerator 120, der ein angetriebener Abschnitt oder eine elektrische Rotationseinrichtung der vorliegenden Erfindung ist, ist aus einem Stator 122 und einem Rotor 123 oder etwas ähnlichem, der sich in dem Stator 122 dreht, aufgebaut. Der Motorgenerator 120 ist in dem an dem Wellengehäuse 111b befestigten Motorgehäuse 121 untergebracht. Der Stator 122 ist eine Statorspule, die aus einem Wicklungsdraht besteht und an einer inneren Umfangsfläche des Motorgehäuses 121 befestigt ist. Der Rotor 123 ist ein Magnetrotor, in den ein Permanentmagnet eingebaut ist, und an einer Motorwelle 124 befestigt. Ein Ende der Motorwelle 124 ist mit der Welle 118 der Expansionseinheit 110 verbunden, und das andere Ende ist mit einer Pumpenwelle 132 der Kältemittelpumpe 130 verbunden, die ausgebildet ist, um ihren Durchmesser kleiner zu machen.
  • Der Motorgenerator 120 wirkt als ein elektrischer Motor zum Antreiben der Expansionseinheit 110 und der Kältemittelpumpe 130 durch Drehen des Rotors 123, wenn bei Betätigung des Rankine-Kreislaufs 40 von der Batterie 11 die Leistung über den Stromrichter 51 an den Stator 122 zugeführt wird. Auch treibt der Motorgenerator 120 die Kältemittelpumpe 130 an, wenn durch die Antriebskraft, die durch die Expansion der Expansionseinheit 110 erzeugt wird, ein Drehmoment zum Drehen des Rotors 123 eingegeben wird, während er als ein Generator (elektrischer Generator) zum Erzeugen der elektrischen Leistung wirkt, wenn die erzeugte Antriebskraft an der Expansionseinheit 110 die Antriebskraft für die Kältemittelpumpe 130 übersteigt. Die erhaltene Energie wird über den Stromrichter 51 in die Batterie 11 eingespeist, was die Batterie 11 auflädt.
  • Die Kältemittelpumpe 130 ist eine Wälzkolbenpumpe, die auf der zu der Expansionseinheit des Motorgenerators 120 entgegengesetzten Seite angeordnet und in einem an dem Motorgehäuse 121 befestigten Pumpengehäuse 131 untergebracht ist. Die Kältemittelpumpe 130 umfasst auch einen Zylinder 133a, einen Rotor 134 und ähnliche, die im inneren des Pumpengehäuses 131 ausgebildet sind. Der Zylinder 133a ist bereitgestellt, um ein Loch mit einem kreisförmigen Schnitt in der Mitte eines Zylinderblocks 133 auszubilden.
  • Die Pumpenwelle 132 ist mit der Motorwelle 124 verbunden und wird von Lagern 132b, 132c drehbar gehalten, die an Endplatten 137 befestigt sind, welche den Zylinderblock 133 eingeschoben haben. Die Pumpenwelle 132 hat einen kreisförmigen Nockenabschnitt 132a, der relativ zu der Pumpenwelle 132 exzentrisch ist. Ein flacher zylindrischer Rotor 134 ist auf die äußere Umfangsseite des Nockenabschnitts 132a montiert. Der Außendurchmesser des Rotors 134 ist kleiner als der Innendurchmesser des Zylinder 133a festgelegt. Der Rotor 134 ist in den Zylinder 133a eingeführt. Der Rotor 134 läuft um den Nockenabschnitt 132a im Inneren des Zylinders 133a um.
  • Ein Schieber 135 ist auf dem äußeren Umfangsabschnitt des Rotors 134 bereitgestellt, um in der radialen Richtung des Rotors 134 verschiebbar zu sein. Der Schieber 135 wird in Richtung der Mitte gedrückt und liegt an dem Rotor 134 an. Ein von dem Rotor 134 und dem Schieber 135 umschlossener Raum wird als eine Pumpenbetriebskammer P im Inneren des Zylinders 133a ausgebildet.
  • Der Zylinderblock 133 ist mit einem Kältemitteleinlass 133b versehen, der nahe dem Schieber 135 angeordnet ist, der in Verbindung mit dem Inneren des Zylinders 133a, um den Schieber 135 zu halten, und einem (nicht gezeigten) Kältemittelauslass steht. Der Kältemitteleinlass 133b ist mit einem Ansaugkanal 131a verbunden, welcher das Pumpengehäuse 131 durchdringt. Der Kältemittelauslass steht über das Auslassventil 133c mit der Hochdruckkammer 136 in Verbindung, die zwischen dem Pumpengehäuse 131 und dem Zylinderblock 133 oder der Endplatte 137 ausgebildet ist. Die Hochdruckkammer 136 führt zu einem Auslasskanal 131b, der auf einer Seitenwand der Motorgeneratorseite 120 des Pumpengehäuses 131 ausgebildet ist.
  • In der Kältemittelpumpe 130 strömt das Kältemittel durch den Umwälzbetrieb des Rotors 134 von dem Ansaugkanal 131a und dem Kältemitteleinlass 133b in die Pumpenbetriebskammer P und wird aus dem Auslasskanal 131b durch den Kältemittelauslass, das Auslassventil 133c und die Hochdruckkammer 136 ausgelassen.
  • Der Pumpenexpansionsgenerator 100 umfasst ferner eine Abscheidungseinrichtung zum Lagern von Schmieröl, das darin zusammen mit dem Kältemittel, welches das Arbeitsfluid ist, zirkuliert, und zum Zuführen des Öls an den Gleitabschnitt durch Erhöhen der Viskosität des Schmieröls.
  • Die Abscheidungseinrichtung besteht aus verschiedenen Bestandteilen zum Abscheiden des Schmieröls von dem Arbeitsfluid wie folgt. Das heißt, das überhitzte Dampfkältemittel wird als das Arbeitsfluid in dem Kreislauf zirkuliert, während der Verbindungsdurchgang 116 die Hochdruckkammer 114 über das Druckausgleichsventil 117 mit der Niederdruckkammer 113e in Verbindung bringt. In diesem Fall geht das meiste des Arbeitsfluids durch den Ablaufgasdurchgang 111d, während der Durchsatz verringert wird, um mit der inneren Wandoberfläche des Motorgehäuses 121 zusammenzuprallen, so dass das Schmieröl von dem Kältemittel abgeschieden wird. Das abgeschiedene Schmieröl fällt aufgrund seines Eigengewichts und läuft durch den Stator 122 des Motorgenerators 120 und den Wicklungsdraht des Rotors 123. Dann wird das Schmieröl in einem Ölsammelbehälter 101 gelagert, der als Öllagerungseinrichtung dient.
  • Der Ölsammelbehälter 101 ist an dem Unterteil des Motorgenerators 120 und an dem Oberteil der Expansionseinheit 110 bereitgestellt, um das von dem Kältemittel abgeschiedene Schmieröl darin zu lagern. Der Ölsammelbehälter 101 ist auf der Unterseite von dem unteren Ende des Stators 122 des Motorgenerators 120 aus in dem Wellengehäuse 111b, das heißt als eine Rille ausgebildet, die derart eingegraben ist, dass sie in der Nachbarschaft der Gleitplatte 113c, die als der Gleitabschnitt der Expansionseinheit 110 dient, angeordnet ist.
  • Ein Trennabschnitt 101a ist zwischen dem Ölsammelbehälter 101 und der Gleitplatte 113c ausgebildet, und die Dicke des Trennabschnitts 101a ist dünner als die des gesamten Wellengehäuses 111b.
  • Ein Öldurchgang 102 ist in dem Trennabschnitt 101a als ein Durchgang zum Verbinden des Unterteils des Ölsammelbehälters 101 mit der Oberseite der Gleitplatte 113c ausgebildet. Der Öldurchgang 102 ist ein Schmierölzuführungsdurchgang zum weiten Verbreiten des in dem Ölsammelbehälter 101 gelagerten Schmieröls an Teile, die ein Umlaufen erfordern, wie etwa die Gleitplatte 113c oder ähnliche, die als der Gleitabschnitt dienen.
  • Ein Wellendurchgang 103, der als ein Durchgang dient, um ein Ende des Kurbelabschnitts 118a in der Längsrichtung mit dem äußeren Umfangsabschnitt des Nockenabschnitts 132a zu verbinden, ist im Inneren der Welle 118, der Motorwelle 124 und der Pumpenwelle 132, die alle integral ausgebildet sind, ausgebildet. Eine Blende 104 ist an einer Position nahe dem äußeren Umfangsabschnitt des Nockenabschnitts 132 in dem Wellendurchgang 103 bereitgestellt, um als eine Widerstandseinrichtung mit einem vorbestimmten Durchtrittswiderstand zu dienen.
  • Nun wird das Verfahren für die Betriebssteuerung des Pumpenexpansionsgenerators 100 in dieser Ausführungsform unter Verwendung eines in 4 gezeigten Flussdiagramms beschrieben.
  • Zuerst bestimmt die Steuervorrichtung 52 in Schritt S100 das Vorhandensein einer Notwendigkeit für die elektrische Energieerzeugung, das heißt, ob der Betrieb des Rankine-Kreislaufs zulässig ist oder nicht. Die Notwendigkeit der elektrischen Energieerzeugung wird aus einem Ladezustand der Batterie 11 bestimmt, der von dem Stromrichter 51 erkannt wird. Wenn der aktuell aufgeladene Betrag gleich oder geringer als ein vorbestimmter Aufladungsbetrag ist, wird bestimmt, dass die Notwendigkeit für die elektrische Energieerzeugung besteht. Die Steuervorrichtung 52 öffnet ein elektromagnetisches Ventil 117e, das als ein Umleitungsventil dient, wenn in Schritt S100 bestimmt wird, dass die Notwendigkeit für die elektrische Energieerzeugung besteht. Insbesondere wird die Speisung des elektromagnetischen Ventils 117e mit Energie unterbrochen, um zu bewirken, dass das elektromagnetische Ventil 117e geöffnet wird und der Ventilkörper 117a folglich in Richtung der Seite der Gegendruckkammer 117b gleitet, wodurch der Verbindungsdurchgang 116 geöffnet wird (was in Schritt S110 durchgeführt wird).
  • Die Steuervorrichtung 52 betreibt den Motorgenerator 120 als den elektrischen Motor. Die Kältemittelpumpe 130 und die Expansionseinheit 110 werden von dem Motorgenerator 120 betrieben, so dass der Rankine-Kreislauf 40 betätigt wird, um in einen Kältemittelzirkulationsbetrieb gebracht zu werden (Schritt S120). Das Kältemittel wird von der Kältemittelpumpe 130 aus dem Dampf-Flüssigkeitsabscheider 33 angesaugt, um unter Druck gesetzt und an die Heizung 42 zugeführt zu werden, und strömt dann in die Expansionseinheit 110. Zu diesem Zeitpunkt umgeht das Kältemittel bei geöffnetem Verbindungsdurchgang 116 die Betriebskammer V. strömt von der Hochdruckkammer 114 direkt in die Niederdruckkammer 113e und läuft durch den Ablaufgasdurchgang 111d in dem Motorgehäuse 121. Das Kältemittel strömt von dem Niederdruckkanal 121a und mündet dann über den Kondensator 32 in den Dampf-Flüssigkeitsabscheider 33. Wenn der Betrieb weiter fortgesetzt wird, verdampft das Kältemittel vollständig und kehrt in seine ursprüngliche Position zurück.
  • Die Steuervorrichtung 52 schließt das Druckausgleichsventil 117, wenn in Schritt S130 bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeit seit der Betätigung der Kältemittelpumpe abgelaufen ist. Insbesondere wird das elektromagnetische Ventil 117e mit Energie gespeist, um geschlossen zu werden, und folglich gleitet der Ventilkörper 117a in Richtung der Seite des Trägerabschnitts 112a, wodurch der Verbindungsdurchgang 116 geschlossen wird (was in Schritt S140 durchgeführt wird).
  • Der Zeitpunkt, wenn erkannt wird, dass die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist, ist der Zeitpunkt, wenn eine Schmieröldetektionsbedingung erfüllt ist. Die Schmieröldetektionsbedingung dient zum Detektieren der Abscheidung von Schmieröl aus dem Kältemittel und der Zuführung des abgeschiedenen Schmieröls an den Gleitabschnitt einschließlich der Gleitplatte 113c. Die vorbestimmte Zeit ist eine Zeit, die benötigt wird, bis das Schmieröl zu dem Gleitabschnitt, der die Schmierung benötigt, zurückkehrt, und wird durch einen realen Maschinenverifikationstest, eine Simulation und ähnliches bestimmt, um vorher in der Steuervorrichtung 52 gespeichert zu werden.
  • Auf diese Weise tritt zwischen der Hochdruckkammer 114 und der Niederdruckkammer 113e durch Schließen des Verbindungsdurchgangs 116 eine Druckdifferenz auf, so dass das in die Expansionseinheit strömende Kältemittel durch die ursprüngliche Hochdruckkammer 114, den Einlasskanal 115, die Betriebskammer V und die Niederdruckkammer 113 in dieser Reihenfolge strömt.
  • Nach dem normalen elektrischen Energieerzeugungsbetrieb zusammen mit der Steuerung eines Betrags der elektrischen Energieerzeugung in Schritt S150 beendet die Steuervorrichtung 52 eine Reihe von Steuerprozessen, wie vorstehend erwähnt.
  • Mit anderen Worten wird das von der Heizung 42 erwärmte überhitzte Hochtemperatur- und Hochdruck-Dampfkältemittel in die Betriebskammer V der Expansionseinheit 110 eingeführt, um sich selbst auszudehnen. Wenn die Drehgetriebeschnecke 113 durch die Expansion des überhitzten Dampfkältemittels gedreht wird, werden der Motorgenerator 120 und die Kältemittelpumpe 130, die mit der Drehgetriebeschnecke 113 verbunden sind, betrieben.
  • Wenn die Antriebskraft der Expansionseinheit 110 eine Antriebskraft zum Antreiben der Kältemittelpumpe 130 überschreitet, wird der Motorgenerator 120 als der elektrische Generator betrieben, und die Steuervorrichtung 52 lädt die Batterie 11 auf, indem sie über den Stromrichter 51 von dem Motorgenerator 120 erzeugte Leistung zuführt. Das Kältemittel, dessen Expansion durch die Expansionseinheit 110 beendet ist und dessen Druck verringert ist, wird durch den Kondensator 32, den Dampf-Flüssigkeitsabscheider 33, den Umleitungsströmungsweg 41, die Kältemittelpumpe 130, die Heizung 42 und die Expansionseinheit 110 in dieser Reihenfolge zirkuliert. Auf diese Weise zirkuliert das Kältemittel in dem Rankine-Kreislauf 40.
  • In dieser Reihe von Steuerungsprozessen wird das in dem Kältemittel enthaltene Schmieröl weiterhin durch die Abscheidungseinrichtung aus dem Kältemittel abgeschieden. insbesondere wird das Schmieröl von dem Kältemittel (Arbeitsfluid) abgeschieden, wobei der Verbindungsdurchgang 16 durch das Druckausgleichventil 117 geöffnet ist, das heißt, wobei eine Druckdifferenz zwischen der Hochdruckkammer 114 und der Niederdruckkammer 113e klein oder gering ist. Auf diese Weise wird für den Gleitabschnitt benötigtes Schmieröl zugeführt, ohne eine Beschädigung des Gleitabschnitts, wie etwa der Gleitplatte 113c, zu bewirken.
  • Insbesondere, wenn das überhitzte Dampfkältemittel von dem Ablaufgasdurchgang 111d in das Motorgehäuse 121 strömt, wird ein Strömungsweg vergrößert, um den Durchsatz des Kältemittels zu verringern, so dass das Schmieröl von dem Kältemittel abgeschieden wird. Das abgeschiedene Öl geht durch einen Raum/Räume, die in dem Wicklungsdraht des Stators 122 des Motorgenerators 120, in dem Wicklungsdraht des Rotors 123 und/oder zwischen Bestandteilen ausgebildet ist/sind, fällt aufgrund seines Gewichst und wird dann in dem unten angeordneten Ölsammelbehälter 101 gelagert. Das in dem Ölsammelbehälter 101 gelagerte Schmieröl wird durch eine Wärmewirkung von der Betriebskammer V der Expansionseinheit 110 und der Hochdruckkammer 114, die Hochtemperaturabschnitte (Hochdrucknebenbereiche) werden, erwärmt.
  • Das Schmieröl wird auf diese Weise erwärmt, und das in dem Schmieröl enthaltene Kältemittel verdampft, was zu einer erhöhten Viskosität des Schmieröls führt. Zum Beispiel wird das Kältemittel, das von der Expansionseinheit 110, die bei etwa 80 Grad arbeitet, expandiert und ausgelassen wird, bei einer Außenlufttemperatur 25 Grad in einen Zustand mit einem Druck von 1,0 MPa und einer Temperatur von etwa 45 Grad gebracht. In diesem Zustand ist das Kältemittel in einer Konzentration von etwa 40% (Massenanteil) in dem Schmieröl gelöst, so dass die Viskosität des Schmieröls bis zu etwa 2 cSt verringert ist. Wenn das Schmieröl jedoch auf etwa 60 Grad erwärmt wird, verdampft eine Hälfte oder mehr des Kältemittels, und folglich wird die Viskosität des Öls bis etwa 7 cSt erhöht, was eine für das Schmieren der Expansionseinheit 110 geeignete Viskosität ist.
  • Das Schmieröl, dessen Viskosität erhöht ist, indem es in dem Ölsammelbehälter 101 erwärmt wird, fällt aufgrund seines Gewichts durch den Öldurchgang 102 und wird durch die Druckdifferenz zwischen der Expansionseinheit 110 und der Kältemittelpumpe 130 eingesaugt, um zu der Gleitplatte 113c und dem Lager 113 geleitet zu werden, welche die Gleitabschnitte der Expansionseinheit 110 sind. Das Öl wird dann von dem Rotor 134 der Kältemittelpumpe 130 über den Wellendurchgang 103 zu den Lagern 132b, 132c geleitet. Das Schmieröl, welches das Lager 132b und 132c erreicht, wird wieder in dem flüssigen Kältemittel in der Kältemittelpumpe 130 aus der Pumpbetriebskammer P gelöst und zirkuliert auf diese Weise in dem Rankine-Kreislauf 40.
  • Die Menge des durch den Wellendurchgang 103 laufenden Schmieröls wird von der Blende 104 eingestellt. Das heißt, die Zirkulation des Schmieröls wird selbst durch den Widerstand der Blende 104 zugelassen, aber eine große Menge an Kältemittel wird nicht direkt von dem Motorgehäuse 121 durch den Wellendurchgang 103 in die Kältemittelpumpe 130 geleitet.
  • Nun wird Bezug auf ein anderes Betriebssteuerungsverfahren der Fluidmaschine genommen, welches den in 5 gezeigten Schritt S131 anstelle des in 4 gezeigten Schritts S130 umfasst. in diesem Fall schließt die Steuervorrichtung 52 nach der Durchführung des vorstehend beschriebenen Prozesses in Schritt S120 das Druckausgleichsventil 117, wenn bestimmt wird, dass in Schritt S131 die Zirkulation eines vorbestimmten Durchsatzes des Kältemittels nach der Betätigung der Kältemittelpumpe 130 gemessen wurde. Insbesondere wird das elektromagnetische Ventil 117e mit Energie gespeist, um geschlossen zu werden, und folglich gleitet der Ventilkörper 117a in Richtung des Trägerabschnitts 112a, wodurch der Verbindungsdurchgang 116 geschlossen wird (was in Schritt S140 durchgeführt wird).
  • Der Zeitpunkt, wenn detektiert wird, dass die Zirkulation des vorbestimmten Durchsatzes des Kältemittels gemessen wurde, ist die Zeit, wenn eine Schmieröldetektionsbedingung erfüllt ist. Die Schmieröldetektionsbedingung dient zum Detektieren der Abscheidung von Schmieröl aus dem Kältemittel und der Zuführung des abgeschiedenen Schmieröls an den Gleitabschnitt einschließlich der Gleitplatte 113c. Der vorbestimmte Kältemitteldurchsatz ist ein Zirkulationsdurchsatz, der benötigt wird, damit das Schmieröl zu dem Gleitabschnitt, der die Schmierung benötigt, zurückkehrt, und wird durch einen realen Maschinenverifikationstest, eine Simulation und ähnliches bestimmt, um vorher in der Steuervorrichtung 52 gespeichert zu werden.
  • Wenn ein Öffnungsgrad des Druckausgleichsventils 117 derart gesteuert wird, dass der Druck der Hochdruckkammer völlig gleich zu dem der Niederdruckkammer 113e ist, wird die Expansionseinheit 110 überexpandiert. Das heißt, obwohl ein Ansaugkanal der Betriebskammer V den gleichen Druck wie ein Auslasskanal aus ihr hat, ist der Druck eines Zwischenraums, der sich zwischen diesen Kanälen befindet, relativ zu dem Ansaugkanal verringert. In diesem Fall werden eine feste Seite und eine Betriebsseite der Getriebeschnecke angesaugt und auf eine Zahnspitzenseite von ihr wird eine Last angewendet, welche die Last auf eine Spitzendichtung aus einem Dichtungsmaterial erhöhen kann, was eine Beschädigung des Dichtungsmaterials bewirkt. Aus diesem Grund hat der Verbindungsdurchgang 116 zwischen der Hochdruckkammer 114 und der Niederdruckkammer 113e ohne die Betriebskammer V einen Druckabfall in Bezug auf den Öffnungsgrad für den vollständigen Druckausgleich. Dies kann eine kleine Druckdifferenz in dem Ölsammelbetrieb bewirken, wodurch das Anwenden einer Last auf die Zahnspitze der Getriebeschnecke verhindert wird.
  • Auf diese Weise ermöglichen der Rankine-Kreislauf 40 und die Fluidmaschine dieser Ausführungsform, dass das Arbeitsfluid strömt, wobei der Druck einer Gleitfläche des Gleitabschnitts, wie etwa der Gleitplatte 113c und des Lagers 113d, von der Gleitflächendruckeinstellungseinrichtung mit dem Druckausgleichsventil 117 oder ähnlichem, im Vergleich zum Normalbetrieb verringert ist. Danach wird die Verringerung des Gleitflächendrucks durch die Gleitflächendruckeinstellungseinrichtung gelöst.
  • Mit diesem Aufbau wird das Schmieröl durch die Steuerung des Gleitflächendrucks durch die Gleitflächendruckeinstellungseinrichtung zugeführt, ohne eine komplizierte Steuerung zu erfordern, was die Maschine mit einem einfachen Aufbau zur Verfügung stellen kann. Dies kann das Blockieren bei der Betätigung des Rankine-Kreislaufs verhindern, um eine Produktlebensdauer sicherzustellen.
  • Der Rankine-Kreislauf 40 und die Fluidmaschine der Ausführungsform umfassen den Verbindungsdurchgang 116 zum Verbinden der Hochdruckkammer 114 mit der Niederdruckkammer 113e und das Druckausgleichsventil 117 zum Öffnen und Schließen des Verbindungsdurchgangs 116. Das Arbeitsfluid strömt im Inneren der Maschine, wobei der Verbindungsdurchgang 116 durch das Druckausgleichsventil 117 geöffnet ist, und der Verbindungsdurchgang 116 danach durch das Druckausgleichsventil 117 geschlossen wird. Mit dieser Anordnung kann die Zuführung des Schmieröls an den Gleitabschnitt mit dem einfachen Aufbau und nicht durch die komplizierte Steuerung durchgeführt werden.
  • Die Abscheidungseinrichtung kann in dem stromabwärtigen Bereich von dem Verbindungsdurchgang 116 bereitgestellt sein. Da das Öl in diesem Fall in dem Niederdruckbereich abgeschieden wird, wird der Durchsatz des Arbeitsfluids leicht gesteuert, wodurch der Rankine-Kreislauf oder die Fluidmaschine bereitgestellt werden, was die Abscheidung erleichtert.
  • In dem Rankine-Kreislauf dieser Ausführungsform kann der von der Expansionseinheit 110 angetriebene Abschnitt vorzugsweise aus dem Motorgenerator 120 aufgebaut werden, der als elektrische Rotationseinrichtung dient, und die Expansionseinheit 110 und der Motorgenerator 120 können integral ausgebildet sein. Der Einsatz dieses Aufbaus kann die Größe eines Raums, der die Fluidmaschine ausmacht, schrumpfen. Die Verwendung einer Drehkraft des Motorgenerators kann das Öl abscheiden.
  • Die Kältemittelpumpe 130 zum Zirkulieren des Arbeitsfluids kann integral mit der Expansionseinheit 110 auf der Ablaufseite des Arbeitsfluids der Expansionseinheit 110 dem Rankine-Kreislauf bereitgestellt werden. Das von der Abscheidungseinrichtung abgeschiedene Schmieröl kann durch die Druckdifferenz zwischen der Expansionseinheit 110 und der Kältemittelpumpe 130 angesaugt werden und kann zu dem Gleitabschnitt, wie etwa der Gleitplatte 113c, der Expansionseinheit 110 geleitet werden. In diesem Fall kann der Raum zum Aufbauen der Fluidmaschine einschließlich der Kältemittelpumpe 130 geschrumpft werden.
  • Ein Steuerungsverfahren für den Rankine-Kreislauf dieser Ausführungsform umfasst einen ersten Schritt zum Leiten von Schmieröl an die Gleitfläche, indem zugelassen wird, dass das Arbeitsfluid strömt, wobei der Druck der Gleitfläche, wie etwa der Gleitplatte 113c, verringert ist, und einen zweiten Schritt zum Beenden der Verringerung des Gleitflächendrucks. Diese Steuerung kann das Steuerungsverfahren für den Rankine-Kreislauf bereitstellen, ohne irgendeine komplizierte Steuerung zu erfordern. Dies kann die Abnutzung und das Blockieren des Gleitabschnitts der Expansionseinheit bei Betätigung des Rankine-Kreislaufs verhindern, um die Produktlebensdauer sicherzustellen. Der erste Schritt kann ein Schritt zum Zirkulieren des Arbeitsfluids sein, wobei die Hochdruckkammer 114 der Expansionseinheit 110 mit ihrer Niederdruckkammer 113e in Verbindung steht. Der zweite Schritt kann ein Schritt zum Unterbrechen der Verbindung zwischen der Hochdruckkammer 114 und der Niederdruckkammer 113e sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Steuerungsverfahren des Rankine-Kreislaufs dieser Ausführungsform umfassen: einen ersten Schritt zum Leiten von Schmieröl zu der Gleitfläche, indem durch die Kältemittelpumpe 130 ermöglicht wird, dass das Arbeitsfluid zirkuliert und strömt, wobei die Hochdruckkammer 114 der Expansionseinheit 110 in Verbindung mit ihrer Niederdruckkammer 113e steht, und einen zweiten Schritt zum Schließen der Verbindung zwischen der Hochdruckkammer 114 und der Niederdruckkammer 113e. Dieses Steuerungsverfahren kann das Steuerungsverfahren für den Rankine-Kreislauf zur Verfügung stellen, ohne irgendeine komplizierte Steuerung zu erfordern.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Steuerungsverfahren für eine Fluidmaschine dieser Ausführungsform umfassen: einen ersten Schritt zum Leiten von Schmieröl an die Gleitfläche durch Zulassen, dass das Arbeitsfluid bei verringertem Druck der Gleitfläche, wie etwa der Gleitplatte 113c, strömt, und einen zweiten Schritt zum Beenden der Verringerung des Gleitflächendrucks. Diese Steuerung kann das Steuerungsverfahren für die Fluidmaschine durch die Durchführung dieser zwei Schritte bereitstellen, ohne irgendeine komplizierte Steuerung zu erfordern. Dies kann die Abnutzung und das Blockieren der Gleitplatte 113c oder ähnlichen verhindern, um die Produktlebensdauer sicherzustellen. Zum Beispiel kann der erste Schritt ein Schritt zum Zirkulieren des Arbeitsfluids sein, wobei die Hochdruckkammer 114 mit der Niederdruckkammer 113e in Verbindung steht. Der zweite Schritt kann ein Schritt zum Unterbrechen der Verbindung zwischen der Hochdruckkammer 114 und der Niederdruckkammer 113e sein.
  • Alternativ oder zusätzlich umfasst das Steuerungsverfahren für die Fluidmaschine dieser Ausführungsform: einen Schritt zum Leiten von Schmieröl an die Gleitfläche, indem zugelassen wird, dass das Arbeitsfluid strömt und zirkuliert, wobei die Hochdruckkammer 114 mit der Niederdruckkammer 113e in Verbindung steht, und einen zweiten Schritt zum Schließen der Verbindung zwischen der Hochdruckkammer 114 und der Niederdruckkammer 113e. Dieses Steuerungsverfahren kann das Abscheidungsverfahren für Schmieröl bereitstellen, ohne irgendeine komplizierte Steuerung zu erfordern.
  • Außerdem kann die Verbindung zwischen der Hochdruckkammer 114 und der Niederdruckkammer 113e in dem Steuerungsverfahren für den Rankine-Kreislauf oder die Fluidmaschine derart gesteuert werden, dass sie geschlossen wird, um die Verringerung des Gleitflächendrucks zu beenden, wenn die Schmieröldetektionsbedingung für die Detektion der Zuführung des Schmieröls an den Gleitabschnitt (zum Beispiel die Gleitplatte 113c) erfüllt ist. Bei Einsatz dieser Steuerung ermöglicht die Detektion der Schmieröldetektionsbedingung, die geeignet bestimmt wird, dem Druckausgleichsventil 117, die geeignetere Steuerung für die Verbindung des Verbindungsdurchgangs 116 durchzuführen, wodurch die Durchführung einer unnötigen Ölabscheidungssteuerung verringert wird.
  • Die Schmieröldetektionsbedingung kann bevorzugt sein, dass eine vorbestimmte Zeit seit der Verringerung des Gleitflächendrucks oder seit der Verbindung des Verbindungsdurchgangs 116 vergangen ist. Im Fall des Einsatzes dieser Deteketionsbedingung wird die vorbestimmte Zeit, die durch einen realen Maschinenverifikationstest, eine Simulation und ähnliches bestimmt wird, für die Steuerung verwendet, so dass das abgeschiedene Schmieröl sicher an den Gleitabschnitt zugeführt werden kann.
  • Die Schmieröldetektionsbedingung kann bevorzugt sein, dass die Zirkulationsmenge des Arbeitsfluids einen vorbestimmten Betrag erreicht. Im Fall des Einsatzes dieser Detektionsbedingung wird die vorbestimmte Zirkulationsmenge des Arbeitsfluids, die erforderlich ist, damit das Schmieröl an den Gleitabschnitt zugeführt wird, durch einen realen Maschinenverifikationstest, eine Simulation und ähnliches bestimmt und vorher in die Steuereinrichtung oder ähnliches gespeichert. Die vorbestimmte Zirkulationsmenge wird für die Steuerung verwendet, so dass die notwendige Menge an Schmieröl sicher an den Gleitabschnitt zugeführt werden kann.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Eine Fluidmaschine dieser Ausführungsform wird nachstehend unter Verwendung von 3 und 4 beschrieben. 3 ist eine Schnittansicht, welche den Aufbau eines Expansionsgenerators mit integrierter Kältemittelpumpe dieser Ausführungsform zeigt (nachstehend als Pumpenexpansionsgenerator 100A bezeichnet). 4 zeigt das Flussdiagramm des Betriebssteuerungsverfahrens des Pumpenexpansionsgenerators 100 wie in der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Betriebssteuerung des Pumpenexpansionsgenerators 100A dieser Ausführung basiert jedoch ebenfalls auf diesem Flussdiagramm.
  • Wie in 3 gezeigt, unterscheidet sich der Pumpenexpansionsgenerator 100A dieser Ausführungsform von dem Pumpenexpansionsgenerator 100 der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform im Aufbau eines Motorgenerators 120A, der einen Zentrifugaleinscheider 144 zum Abscheiden von Schmieröl aus dem Kältemittel unter Verwendung einer Zentrifugalkraft als Abscheidungsmittel umfasst. Der Aufbau, der Betrieb und die Steuerung jedes Bestandteils sind gleich wie die des Pumpenexpansionsgenerators 100 der ersten Ausführungsform.
  • Auf der zum dem Niederdruckkanal 121a entgegengesetzten Seite des Motorgehäuses 121 ist ein erster Gasauslassdurchgang 140 bereitgestellt, der als ein Fluiddurchgang dient, der sich von der Niederdruckseite beider Getriebeschnecken 112, 113 der Expansionseinheit 110, das heißt von der äußeren Umfangsseite der Getriebeschnecke, erstreckt, um zu dem oberen Teil des Motorgehäuses 121 zu leiten. Ein zweiter Gasauslassdurchgang 141 ist in dem stromabwärtigen Bereich von dem ersten Gasauslassdurchgang 140 bereitgestellt. Der Zentrifugalabscheider 144 ist in diesem Durchgang 141 angeordnet. Der erste Gasauslassdurchgang 140 und der zweite Gasauslassdurchgang 141 sind als ringförmige Strömungswege ausgebildet, die miteinander in Verbindung stehen, so dass der erste Gasauslassdurchgang 140 und der zweite Gasauslassdurchgang 141 außerhalb und innerhalb einer Trennwand 143 angeordnet sind.
  • Der Zentrifugalabscheider 144 in dem zweiten Gasauslaßdurchgang 141 hat einen ringförmigen Abschnitt mit einem ringförmigen Schnitt. Das überhitzte Dampfkältemittel, das als Arbeitsfluid dient, strömt in einen ringförmigen inneren Durchgang 145, und Schmieröl mit einer hohen Dichte wird von der Zentrifugalkraft umgewälzt, um zu Tröpfchen auf der Außenwand zu werden, die aufgrund der Schwerkraft durch einen Ölausflussdurchgang 142 zur Lagerung in den Ölsammelbehälter 101 fallen. Gas mit einer geringen Dichte strömt aus dem ringförmigen inneren Durchgang 145 und strömt weiter von dem Niederdruckkanal 121a durch den dritten Gasauslassdurchgang 147, der in dem stromabwärtigen oberen Teil bereitgestellt ist. Dann wird das Gas über den Kondensator 32 zu dem Dampf-Flüssigkeitsabscheider 33 geleitet.
  • Das Schmieröl, dessen Viskosität erhöht wird, indem es in dem Ölsammelbehälter 101 erwärmt wird, fällt aufgrund seines Gesichts durch den Öldurchgang 102 und wird von der Druckdifferenz zwischen der Expansionseinheit 110 und der Kältemittelpumpe 130 angesaugt, um zu der Gleitplatte 113c und dem Lager 113d geleitet zu werden, welche Gleitabschnitte der Expansionseinheit 110 sind. Das Öl wird dann von dem Rotor 134 der Kältemittelpumpe 130 über den Wellendurchgang 103 zu den Lagern 132b, 132c geleitet. Danach strömt das Schmieröl in der gleichen Weise wie das der ersten Ausführungsform.
  • Auf diese Weise kann die Abscheidungseinrichtung in dem Rankine-Kreislauf oder der Fluidmaschine dieser Ausführungsform vorzugsweise aus dem Zentrifugalabscheider 144 zum Abscheiden des Schmieröls aus dem Arbeitsfluid unter Verwendung der Zentrifugalkraft aufgebaut sein. Mit diesem Aufbau ermöglicht die Verwendung der Zentrifugalkraft, dass Gas mit einer kleinen Dichte in Richtung der stromabwärtigen Seite strömt, und spritzt und wirft das Öl, das eine höhere Dichte als die des Gases hat, nach außen aus. Der einfache Aufbau unter Verwendung eines Rotationsmechanismus kann die Genauigkeit der Ölabscheidung verbessern.
  • (Dritte Ausführungsform)
  • Eine Fluidmaschine dieser Ausführungsform wird nachstehend unter Verwendung von 6 und 8 beschrieben. 6 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Expansionsgenerators mit integrierter Kältemittelpumpe dieser Ausführungsform zeigt (die nachstehend als ein Pumpenexpansionsgenerator 100 bezeichnet wird). 8 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebssteuerungsverfahrens des Pumpenexpansionsgenerators 100 dieser Ausführungsform.
  • Wie in 6 gezeigt, unterscheidet sich der Pumpenexpansionsgenerator 100 dieser Ausführungsform von dem Pumpenexpansionsgenerator 100 der vorstehend erwähnten in 2 gezeigten ersten Ausführungsform in der Bereitstellung eines Ölsensors 148, der als Öldetektionseinrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins des Schmieröls in dem Ölsammelbehälter 101 dient. Die Aufbauten und Betriebe anderer Teile dieser Ausführungsform sind die gleichen wie die des Pumpenexpansionsgenerators 100 der ersten Ausführungsform.
  • Das Betriebssteuerungsverfahren des Pumpenexpansionsgenerators 100 dieser Ausführungsform umfasst den in 8 gezeigten Schritt S132, der eine Modifikation des Schritts S130 in dem in 4 gezeigten Steuerungsverfahren ist. In diesem Fall bestimmt die Steuervorrichtung 52 in dem Schritt S132 nach der Durchführung des Prozesses in dem vorstehend erwähnen Schritt S120, ob von dem Ölsensor 148 nach der Betätigung der Kältemittelpumpe 130 Schmieröl detektiert wird oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass das Schmieröl detektiert wird, bestimmt die Steuervorrichtung 52, dass das Schmieröl an den Gleitabschnitt zugeführt ist, und schließt dann das Druckausgleichsventil 117. Insbesondere wird das elektromagnetische Ventil 117e mit Energie gespeist, um geschlossen zu werden, und folglich gleitet der Ventilkörper 117a in Richtung der Seite des Trägerabschnitts 112a, wodurch der Verbindungsdurchgang 116 geschlossen wird (was in Schritt S140 durchgeführt wird).
  • Der Zeitpunkt, wenn das Schmieröl von dem Ölsensor 148 detektiert wird, ist der Zeitpunkt, wenn eine Schmieröldetektionsbedingung erfüllt ist. Die Schmieröldetektionsbedingung dient zum Detektieren der Abscheidung von Schmieröl aus dem Kältemittel und der Zuführung des abgeschiedenen Schmieröls zu dem Gleitabschnitt einschließlich der Gleitplatte 113c.
  • Wie weiter oben erwähnt, können der Rankine-Kreislauf oder die Fluidmaschine dieser Ausführungsform vorzugsweise die Öldetektionseinrichtung 148 zum Detektieren des Vorhandenseins von Schmieröl in dem Ölsammelbehälter 101 oder auf der Gleitfläche umfassen. Vorzugsweise ist die vorstehend erwähnte Schmieröldetektionsbedingung, dass das in dem Ölsammelbehälter 101 oder auf der Gleitfläche vorhanden Schmieröl detektiert wird. Bei Einsatz dieses Aufbaus oder Steuerungsverfahrens kann die Detektion des in dem Ölsammebehälter 101 oder auf der Gleitfläche vorhandenen Schmieröls für die Ölabscheidungssteuerung verwendet werden. Dies kann die geeignetere Verbindungssteuerung des Verbindungsdurchgangs 116 durch das Druckausgleichsventil 117 durchführen, wodurch das Schmieröl sicherer an den Gleitabschnitt zugeführt wird.
  • (Vierte Ausführungsform)
  • Eine Fluidmaschine dieser Ausführungsform wird nachstehend unter Verwendung von 7 und 8 beschrieben. 7 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Expansionsgenerators mit integrierter Kältemittelpumpe dieser Ausführungsform zeigt (der hier nachstehend als Pumpenexpansionsgenerator 100 bezeichnet wird). 8 zeigt ein Flussdiagramm eines Betriebssteuerungsverfahrens des Pumpenexpansionsgenerators 100 dieser Ausführungsform. Dieses Flussdiagramm ist das gleiche wie das der dritten Ausführungsform.
  • Wie in 7 gezeigt, unterscheidet sich der Pumpenexpansionsgenerator 100 dieser Ausführungsform von dem Pumpenexpansionsgenerator 100A der vorstehend erwähnten unter Verwendung von 3 gezeigten zweiten Ausführungsform in der Bereitstellung des Ölsensors 148, der als Öldetektionseinrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins des Schmieröls in dem Ölsammelbehälter 101 dient. Die Aufbauten und Betriebe anderer Teile dieser Ausführungsform sind die gleichen wie die des Pumpenexpansionsgenerators 100A der zweiten Ausführungsform. Das Betriebssteuerungsverfahren des Pumpenexpansionsgenerators 100A dieser Ausführungsform hat den gleichen Ablauf wie den der vorsehend erwähnten dritten Ausführungsform, und folglich wird eine Beschreibung davon weggelassen.
  • (Fünfte Ausführungsform)
  • Ein Betriebssteuerungsverfahren des Rankine-Kreislaufs oder der Fluidmaschine gemäß dieser Ausführungsform wird nachstehend unter Verwendung von 9 beschrieben. 9 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebssteuerungsverfahren des Rankine-Kreislaufs oder der Pumpenexpansionsgeneratoren 100, 100A zeigt, wobei dieses Verfahren durch die Steuereinrichtung dieser Ausführungsform durchgeführt wird.
  • Die Steuervorrichtung 52, die als die Steuereinrichtung dient, führt in dem ersten Schritt zum Leiten von Schmieröl an die Gleitfläche einen Gleitflächenverringerungsbetrieb durch, der die Verringerung der Gleitflächendrücke der Gleitabschnitte 113c und 113d bedingt, indem ermöglicht wird, dass das Arbeitsfluid strömt, wobei der Druck der Gleitfläche, wie etwa der Gleitplatte 113c, verringert ist.
  • Die Steuervorrichtung 52 umfasst eine Betriebsartstartbestimmungseinheit, um zu bestimmen, ob eine Bedingung für das Starten des Gleitflächendruckverringerungsbetriebs erfüllt ist oder nicht, und eine Betriebsartbeendigungsbestimmungseinheit, um zu bestimmen, ob eine Bedingung für das Beenden des durchgeführten Gleitflächendruckverringerungsbetriebs erfüllt ist oder nicht.
  • Zuerst bestimmt die Betriebsartstartbestimmungseinheit der Steuervorrichtung 52, ob eine Wassertemperatur Tw des Motors 10 höher als eine vorbestimmte Temperatur T0 ist oder nicht (Schritt 200). Der Schritt 200 ist ein Schritt zum Bestimmen, ob der Gleitflächendruckverringerungsbetrieb begonnen werden sollte. In diesem Schritt wird die Wassertemperatur, die von einem Motorwassertemperaturthermistor oder ähnlichem detektiert wird, mit der früher gespeicherten vorbestimmten Temperatur T0 verglichen.
  • Wenn die Wassertemperatur eine niedrige Temperatur ist, die gleich oder niedriger als die vorbestimmte Temperatur T0 ist, kann das Kältemittel nicht vollständig von dem Schmieröl getrennt werden, da ein Ölabscheidungsabschnitt kein ausreichendes Maß an Überhitzung erhält. Als ein Ergebnis ist die abgeschiedene Flüssigkeit ein Fluid mit einer niedrigen Viskosität. Dies kann jedoch nicht sicherstellen, dass das Schmieröl in einem für die Schmierung des Gleitabschnitts geeigneten Zustand ist oder die benötigte Menge hat. Aus diesem Grund wird als die vorbestimmte Temperatur T0 eine geeignete Wassertemperatur verwendet, die durch ein Experiment, Erfahrung oder ähnliches bestimmt wird, um durch die Abscheidungseinrichtung, wie etwa den Zentrifugalabscheider 144 oder ähnliches, das Schmieröl mit einer hohen Viskosität von dem Kältemittel abzuscheiden.
  • Wenn die Betriebsartstartbestimmungseinheit in Schritt S200 bestimmt, dass die Wassertemperatur Tw des Motors 10 höher als die vorbestimmte Temperatur T0 ist, bestimmt die Steuervorrichtung 52, dass eine Startbedingung für den Gleitflächendruckverringerungsbetrieb erfüllt ist, und bestimmt dann, ob diese Betätigung des Rankine-Kreislaufs das erste Mal seit dem Anhalten des Fahrzeugs und dem Einschalten eines Zündschalters ist oder nicht (Schritt S210).
  • Dieser Verfahrensschritt ist ein Schritt, um basierend auf der Anzahl der Male der Betätigung der Expansionseinheit 110 oder des Rankine-Kreislaufs nach dem Anhalten des Motors 10 und dem Einschalten des Zündschalters zu bestimmen, wie der Gleitflächendruckverringerungsbetrieb durchgeführt wird. Wenn die Anzahl der Male der Betätigung des Rankine-Kreislaufs nach dem Anhalte des Motors 10 weniger als eine vorbestimmte Anzahl von Malen ist, führt die Steuervorrichtung 52 den ersten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb durch (Schritt S220). Wenn die Anzahl der Male der Betätigung gleich oder größer als die vorbestimmte Anzahl von Malen ist, wird der zweite Gleitflächendruckverringerungsbetrieb durchgeführt, in dem eine Zirkulationsmenge des Arbeitsfluids, die durch das Innere strömt, geringer als in dem ersten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb ist.
  • In dieser Ausführungsform ist die in dem Verfahren in Schritt S210 verwendete und in der Steuervorrichtung 52 gespeicherte vorbestimmte Anzahl von Malen zwei. Das heißt, der erste Gleitflächendruckverringerungsbetrieb wird nur durchgeführt, wenn die Betätigung der Expansionseinheit 110 oder des Rankine-Kreislaufs das erste Mal nach dem Anhalten des Motors 10 durchgeführt wird (Schritt S220). Der zweite Gleitflächendruckverringerungsbetrieb wird nach dem zweiten Mal der Betätigung durchgeführt (S240).
  • Als die vorbestimmte Anzahl von Malen wird ein geeigneter Wert, wie durch ein Experiment, Erfahrung oder ähnliches bestimmt, verwendet. Die optimale Anzahl von Malen wird basierend auf den Aufbauten der Fluidmaschine und des Kreislaufs und der Art und Menge des verwendeten Kältemittels ausgewählt. Anstelle des Verfahrens in Schritt S210 kann ein Verfahren in Schritt S215 in einer später zu beschreibenden sechsten Ausführungsform verwendet werden.
  • Wenn in Schritt S220 der erste Gleitflächendruckverringerungsbetrieb begonnen wird, führt die Betriebsartbeendigungsbestimmungseinheit der Steuervorrichtung 52 weiterhin den ersten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb durch, bis die Zirkulationsmenge des Kältemittels (zum Beispiel ein Wert, der durch Multiplizieren der Anzahl von Umwälzungen der Kältemittelpumpe 130, die eine feste Verdrängung hat, mit der Zeitspanne für die Ausführung der Betriebsart bestimmt wird) einen vorbestimmten Wert R1 überschreitet (Schritt S230). Wenn in Schritt S240 der zweite Gleitflächendruckverringerungsbetrieb begonnen wird, führt die Betriebsartbeendigungsbestimmungseinheit weiterhin den zweiten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb durch, bis die Zirkulationsmenge des Kältemittels, zum Beispiel ein Wert, der durch Multiplizieren der Anzahl von Umwälzungen der vorstehend erwähnten Kältemittelpumpe 130 mit der Zeitspanne für die Ausführung der Betriebsart bestimmt wird, einen vorbestimmten Wert R2 überschreitet (Schritt S250).
  • Die Zirkulationsmenge in jeder Betriebsart wird zum Beispiel durch eine Druckdifferenz zwischen der Vorder- und Rückseite der Drossel detektiert, die auf der stromaufwärtigen Seite des Ansaugkanals 131a angeordnet ist, und an die Steuervorrichtung 52 gesendet. Der vorbestimmte Wert R1 ist größer als der vorbestimmte Wert R2, und als beide vorbestimmten Werte werden jeweils geeignete Werte verwendet, die durch ein Experiment, Erfahrung oder ähnliches bestimmt werden.
  • Alternativ können in den Verfahren von Schritt S230 und Schritt S250 anstelle des vorbestimmten Werts R1 und des vorbestimmten Werts R2 eine vorbestimmte T1 und eine vorbestimmte Zeit T2 verwendet werden, die vorher in der Steuervorrichtung 52 gespeichert werden. In diesem Fall kann der vorbestimmte Wert T1 eine Zeit sein, während der das Schmieröl in dem Gleitabschnitt gesammelt werden kann, und der vorbestimmte Wert R2 ist eine Zeit, während der das Schmieröl im Inneren der Fluidmaschine zirkuliert. Der vorbestimmte Wert T1 ist größer als der vorbestimmte Wert T2, und als beide vorbestimmte Zeiten werden jeweils geeignete Werte verwendet, die durch ein Experiment, Erfahrung oder ähnliches bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Zeit verwendet werden, in der ein Wert, der durch Multiplizieren einer Auslassmenge der Kältemittelpumpe 130 mit einer Kreislaufgeschwindigkeit und einem Ölabscheidungsverhältnis erhalten wird, größer als eine notwendige Ölmenge ist, die durch Summieren des Volumens des Ölsammelbehälters, des Volumens des Öldurchgangs und des Volumens eines Raums des Gleitabschnitts bestimmt wird.
  • Die Betriebsartbeendigungsbestimmungseinheit kann die Beendigungsbedingung für den Gleitflächendruckverringerungsbetrieb unter Verwendung des Ölsensors 148 oder ähnlichem basierend auf der Höhe einer Öloberfläche des Schmieröls oder der Menge des in dem Ölsammelbehälter 101 gelagerten Öls bestimmen.
  • Wenn die Betriebsartbeendigungsbestimmungseinheit durch den Schritt S230 oder S250 bestimmt, dass die Beendigungsbedingung für den Gleitflächendruckverringerungsbetrieb erfüllt ist, wird der Gleitflächendruckverringerungsbetrieb beendet (Schritt S260). In dem ersten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb oder dem zweiten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb werden die gleichen Steuerungsverfahren wie die in Schritt S110 und S120 von 4, wie in den vorstehenden Ausführungsformen erwähnt, durchgeführt, und das Verfahren in Schritt S260 ist das gleiche Steuerungsverfahren wie das in Schritt S140 von 4.
  • Folglich wird bei der Durchführung des Verfahrens in Schritt S230 die folgende Steuerung durchgeführt, wenn das Fahrzeug nach dem Anhalten des Motors zum Beispiel nach einigen Stunden oder nach einem halben Tag oder mehr betätigt wird und dann der Betrieb des Rankine-Kreislaufs zum ersten Mal gestartet wird. Die Steuerung bedingt das Zulassen, dass das Kältemittel zumindest eine Umwälzung im Inneren des Kreislaufs macht, wobei durch die Abscheidungseinrichtung Schmieröl aus dem Kältemittel abgeschieden wird und der Gleitabschnitt mit dem Schmieröl gefüllt wird. Im Gegensatz dazu wird bei der Durchführung des Verfahrens in Schritt S250, wenn der Betrieb des Rankine-Kreislaufs neu begonnen wird, wenn zum Beispiel nicht genug Zeit seit dem vorhergehenden Betrieb des Rankine-Kreislaufs vergangen ist, das Schmieröl von dem Ölsammelbehälter an den Gleitabschnitt zugeführt, und dann wird der Gleitabschnitt mit dem Schmieröl gefüllt.
  • Dann führt die Steuervorrichtung 52 den normalen elektrischen Energieerzeugungsbetrieb zusammen mit der Steuerung der elektrischen Energieerzeugung in Schritt S270 durch und beendet danach eine Reihe von Steuerungsverfahren. In diesem normalen elektrischen Energieerzeugungsbetrieb wird das gleiche Steuerungsverfahren wie das der vorstehend erwähnten Ausführungsformen in Schritt S150 von 4 durchgeführt.
  • Wie vorstehend erwähnt, führt die Fluidmaschine oder der Rankine-Kreislauf dieser Ausführungsform den Gleitflächendruckverringerungsbetrieb durch, wenn eine Bedingung für den Start dieser Betriebsart in dem ersten Schritt des Steuerungsverfahrens erfüllt ist. Die Startbedingung entspricht einer Zeit, wenn die Temperatur eines Kühlmittels des Motors 10 die vorbestimmte Temperatur bei Betätigung der Expansionseinheit 110, die als die Fluideinrichtung dient, überschreitet.
  • Wenn das Kältemittel bei Einsatz dieser Steuerung in dem geeigneten Zustand ist, um sicherzustellen, dass das Schmieröl für die Schmierung geeignet ist, kann der Gleitflächendruckverringerungsbetrieb durchgeführt werden, wodurch die Gleitflächendruckverringerungssteuerung wirksam ausgeführt wird, während Verluste minimiert werden. Wenn die Kühlmitteltemperatur des Motors 10 die vorbestimmte Temperatur überschreitet, kann das Schmieröl mit einer für die Schmierung geeigneten hohen Viskosität abgeschieden werden und ausreichend zirkuliert werden, was einen guten Wärmeaustauschwirkungsgrad des Wärmetauschers ergibt, wodurch der Wirkungsgrad der elektrischen Energieerzeugung verbessert wird.
  • Außerdem beenden die Fluidmaschine oder der Rankine-Kreislauf 40 dieser Ausführungsform den Gleitflächendruckverringerungsbetrieb, wenn die Zirkulationsmenge des Arbeitsfluids, die im Betrieb durch das Innere der Expansionseinheit 110 strömt, die vorbestimmte Menge in dem vorstehend erwähnten zweiten Schritt des Steuerungsverfahrens überschreitet. Bei Einsatz dieser Steuerung kann der Gleitflächendruckverringerungsbetrieb beendet werden, nachdem der Gleitabschnitt ausreichend mit dem Schmieröl gefüllt ist.
  • (Sechste Ausführungsform)
  • Ein Betriebssteuerungsverfahren für den Rankine-Kreislauf oder die Fluidmaschine gemäß der sechsten Ausführungsform wird nachstehend unter Verwendung von 10 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird das Verfahren in Schritt S210 des Betriebssteuerungsverfahrens für den Rankine-Kreislauf oder die Pumpenexpansionseinheit 100, 100A, wie in der fünften Ausführungsform beschrieben, durch ein Verfahren in Schritt S215 ersetzt. Wenn eine Bedingung von Schritt S215 nicht erfüllt ist, wird der mit den Schritten S240 und S250 verbundene zweite Gleitflächendruckverringerungsbetrieb nicht durchgeführt. 10 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebssteuerungsverfahren für den Rankine-Kreislauf oder die Pumpenexpansionseinheit 100, 100A zeigt, wobei dieses Verfahren von der Steuereinrichtung dieser Ausführungsform durchgeführt wird.
  • Wenn die Betriebsartstartbestimmungseinheit, wie in 10 gezeigt, in Schritt S200 bestimmt, dass die Wassertemperatur Tw des Motors 10 höher als die vorbestimmte Temperatur T0 ist, bestimmt die Steuervorrichtung 52, dass die Startbedingung für den Gleitflächendruckverringerungsbetrieb erfüllt ist, und bestimmt dann, ob eine vergangene Zeit t seit der vorhergehenden Anhaltezeit bis zu einer Betätigungszeit der Expansionseinheit 110 eine vorbestimmte Zeit t1 überschreitet (Schritt S215). Anstelle des Verfahrens in Schritt S215 kann das Verfahren in schritt S210 der fünften Ausführungsform verwendet werden.
  • Der Verfahrensschritt S215 ist ein Schritt, um basierend darauf, wie viel Zeit seit der vorhergehenden Anhaltezeit bis zu der Betätigung der Expansionseinheit 110 vergangen ist, zu bestimmen, wie der Gleitflächendruckverringerungsbetrieb durchgeführt wird. Wenn bestimmt wird, dass die vergangene Zeit seit der vorhergehenden Anhaltezeit bis zu der Betätigungszeit der Expansionseinheit 110 die vorbestimmte Zeit überschreitet, führt die Steuervorrichtung 52 den ersten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb durch (Schritt S220). Wenn der Ablauf der vorbestimmten Zeit nicht erreicht wird, beendet die Steuervorrichtung 52 den Gleitflächendruckverringerungsbetrieb, ohne diese Betriebsart durchzuführen (Schritt S260).
  • Wie vorstehend erwähnt, wird die Fluidmaschine oder der Rankine-Kreislauf 40 dieser Ausführungsform gesteuert, um den Gleitflächendruckverringerungsbetrieb entsprechend dem vorstehend erwähnten ersten Schritt des Steuerungsverfahrens bei Betätigung der Expansionseinheit 110 nicht durchzuführen, wenn die vergangene Zeit seit der vorhergehenden Anhaltezeit die vorbestimmte Zeit nicht überschreitet.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Fluidmaschine oder der Rankine-Kreislauf 40 dieser Ausführungsform gesteuert werden, um den Gleitflächendruckverringerungsbetrieb entsprechend dem vorstehend erwähnten ersten Schritt des Steuerungsverfahrens nicht durchzuführen, wenn die Anzahl der Male der Betätigung der Expansionseinheit 110 die vorbestimmte Anzahl von Malen nach dem Anhalten des Motors 10 und nach dem Einschalten des Zündschalters erreicht.
  • Wenn das Schmieröl bei Einsatz einer der Steuerungen über den Gleitabschnitt verteilt ist und immer noch dort bleibt, kann der Gleitflächendruckverringerungsbetrieb derart gesteuert werden, dass er nicht durchgeführt wird, was die wirksame Gleitflächendruckverringerungssteuerung ermöglicht, während Verluste minimiert werden.
  • (Andere Ausführungsformen)
  • Obwohl zum Beispiel die Expansionseinheit in den obigen Ausführungsformen als ein Beispiel der Fluidmaschine erklärt ist, ist die Fluidmaschine nicht auf die Expansionseinheit beschränkt und kann ein Kompressor zum Erzeugen einer Antriebskraft durch Komprimieren von Arbeitsfluid sein, das erwärmt wird, um in eine Dampfphasenzustand gebracht zu werden.
  • Die Abscheidungseinrichtung, die aus dem Zentrifugalabscheider 144 und ähnlichem besteht, ist in dem stromabwärtigen Bereich von dem Verbindungsdurchgang 116 angeordnet, kann aber in dem stromaufwärtigen Bereich von dem Verbindungsdurchgang 116 angeordnet werden. Da das Öl bei Einsatz dieses Aufbaus in dem Hochdruckbereich abgeschieden wird, ist der Volumendurchsatz des Arbeitsfluids (Kältemittel) klein, wodurch eine Verringerung des Druckabfalls ermöglicht wird. Wenn der Rankine-Kreislauf oder die Fluidmaschine für die gleiche Druckabfallbedingung konstruiert wird, kann ein Raum für die Ölabscheidung klein gemacht werden.
  • Obwohl die Expansionseinheit 110 und die Kältemittelpumpe 130 in den vorstehend erwähnten Ausführungsformen integral ausgebildet sind, können sie unabhängig ausgebildet werden.
  • Das Druckausgleichsventil 117 ist als der Ventilkörper 117a zum Öffnen und Schließen des Verbindungsdurchgangs 116 in Zusammenarbeit mit dem Öffnen und Schließen des elektromagnetischen Ventils 117e ausgebildet. Das Druckausgleichsventil 117 ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann jedes andere elektromagnetische Ventil zum direkten Öffnen und Schließen des Verbindungsdurchgangs 116 sein.
  • Der Motorgenerator 120 wird durch die Antriebskraft betrieben, die von der Expansionseinheit 110 aufgenommen wird, um elektrische Energie in der Batterie 11 zu speichern. Jedoch kann kinetische Energie von einem Schwungrad oder mechanische Energie, wie etwa elastische Energie oder ähnliches von einer Feder, gespeichert werden.
  • Obwohl die Kältemittelpumpe 130, wie in der vorstehenden Beschreibung beschrieben, mit der Expansionseinheit 110 verbunden ist, kann eine Verbindung zwischen den beiden Bestandteilen gestrichen werden, und eine Kältemittelpumpe, die von einem zugeordneten elektrischen Motor angetrieben wird, kann verwendet werden.
  • Die Expansionseinheit 110 ist eine Scroll-Einheit, und die Kältemittelpumpe 130 ist eine Wälzkolbeneinheit, aber es kann eine Zahnradpumpe, eine Trochoidpumpe oder jede andere Art verwendet werden.
  • Obwohl der Rankine-Kreislauf 40 mit dem Kältemittelkreislauf 30 bereitgestellt ist, kann nur der Rankine-Kreislauf 40 ohne den Kältekreislauf oder ähnliches implementiert werden.
  • Ein Bestandteil zum Weitergeben von Abwärme an die Heizung 42 ist nicht auf den Motor 10 beschränkt. Jeder andere Bestandteil zum Erzeugen von Wärme im Betrieb, während ein Teil der Wärme für die Temperatursteuerung abgeführt wird, kann weitgehend angewendet werden. Diese Bestandteile umfassen zum Beispiel einen externen Verbrennungsmotor, einen Brennstoffbatteriestapel für ein Brennstoffbatteriefahrzeug, verschiedene Arten von Motoren und Stromrichter. In diesem Fall ist eine Heizquelle für die Heizung 42 ein Fluid zum Kühlen verschiedener Arten von Abwärmesystemen.

Claims (18)

  1. Rankine-Kreislauf, umfassend: eine Pumpe (130) zum Unter-Druck-Setzen und Zuführen eines Arbeitsfluids; eine Heizung (42) zum Erwärmen des Arbeitsfluids, das unter Druck gesetzt und von der Pumpe (130) zugeführt wurde, in einen Dampfphasenzustand; eine Expansionseinheit (110) zum Erzeugen einer Antriebskraft durch Expandieren des aus der Heizung (42) strömenden Arbeitsfluids; einen Kondensator (32) zum Kondensieren des aus der Expansionseinheit (110) strömenden Arbeitsfluids; eine Öllagerungseinrichtung (101) zum Lagern von Schmieröl darin zum Schmieren einer Gleitfläche der Expansionseinheit (110); einen Schmierölzuführungsdurchgang (102) zum Leiten des in der Öllagerungseinrichtung (101) gelagerten Schmieröls an einen Gleitabschnitt (113c, 113d) der Expansionseinheit (110) durch einen Strom des Arbeitsfluids; einen Verbindungsdurchgang (116), durch den ein Hochdruckabschnitt (114) der Expansionseinheit (110) mit einem Niederdruckabschnitt (113e, 111d) der Expansionseinheit (110) in Verbindung steht; eine Öffnungs- und Schließeinrichtung (117) zum Öffnen und Schließen des Verbindungsdurchgangs (116); und eine Steuereinrichtung (52) zum Steuern des Betriebs der Pumpe (130) und der Öffnungs- und Schließeinrichtung (117), wobei die Steuereinrichtung (52) die Pumpe (130) betreibt, wobei der Verbindungsdurchgang (116) von der Öffnungs- und Schließeinrichtung (117) geöffnet ist, und der Verbindungsdurchgang (116) dann von der Öffnungs- und Schließeinrichtung (117) geschlossen wird.
  2. Rankine-Kreislauf gemäß Anspruch 1, der ferner eine Abscheidungseinrichtung (144) zum Abscheiden des Schmieröls aus dem Arbeitsfluid umfasst, wobei das Schmieröl an die Öllagerungseinrichtung (101) zugeführt wird, und wobei die Abscheidungseinrichtung (144) in einem stromabwärtigen Bereich von dem Verbindungsdurchgang (116) angeordnet ist.
  3. Rankine-Kreislauf gemäß Anspruch 1, der ferner eine Abscheidungseinrichtung (144) zum Abscheiden des Schmieröls aus dem Arbeitsfluid umfasst, wobei das Schmieröl an die Öllagerungseinrichtung (101) zugeführt wird, und wobei die Abscheidungseinrichtung (144) in einem stromaufwärtigen Bereich von dem Verbindungsdurchgang (116) angeordnet ist.
  4. Rankine-Kreislauf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, der ferner eine Abscheidungseinrichtung (144) zum Abscheiden des Schmieröls aus dem Arbeitsfluid umfasst, wobei das Schmieröl an die Öllagerungseinrichtung (101) zugeführt wird, und wobei die Abscheidungseinrichtung (144) aus einem Zentrifugalabscheider zum Abscheiden des Schmieröls unter Verwendung einer Zentrifugalkraft aufgebaut ist.
  5. Rankine-Kreislauf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, der ferner eine Öldetektionseinrichtung (148) zum Detektieren des Vorhandenseins des Schmieröls in der Öllagerungseinrichtung (101) umfasst.
  6. Rankine-Kreislauf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, der ferner eine elektrische Rotationseinrichtung (120, 120A) umfasst, die durch die von der Expansionseinheit (110) erzeugte Antriebskraft betrieben wird, wobei die elektrische Rotationseinrichtung (120, 120A) und die Expansionseinheit (110) integral ausgebildet sind.
  7. Rankine-Kreislauf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Pumpe (130) integral mit der Expansionseinheit (110) auf einer Arbeitsfluidauslassseite der Expansionseinheit (110) ausgebildet ist.
  8. Rankine-Kreislauf gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuereinrichtung (52) einen Gleitflächendruckverringerungsbetrieb beginnt, der die Verringerung des Gleitflächendrucks des Gleitabschnitts (113c, 113d) bedingt, wenn die Temperatur eines Kühlmittels für einen Motor (10) bei Betätigung der Expansionseinheit (110) eine vorbestimmte Temperatur überschreitet.
  9. Rankine-Kreislauf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Steuereinrichtung (52) einen Gleitflächendruckverringerungsbetrieb beendet, der die Verringerung des Gleitflächendrucks des Gleitabschnitts (113c, 113d) bedingt, wenn eine Zirkulationsmenge des Arbeitsfluids, das im Inneren des Kreislaufs strömt, beim Betrieb der Expansionseinheit (110) eine vorbestimmte Menge überschreitet.
  10. Rankine-Kreislauf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinrichtung (52) den Gleitflächendruckverringerungsbetrieb, der die Verringerung des Gleitflächendrucks des Gleitabschnitts (113c, 113d) bedingt, nicht durchführt, wenn die Anzahl von Malen der Betätigung der Expansionseinheit (110) nach dem Anhalten des Motors (10) und dem Einschalten eines Zündschalters eine vorbestimmte Anzahl oder mehr erreicht.
  11. Rankine-Kreislauf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinrichtung (52) den Gleitflächendruckverringerungsbetrieb, der die Verringerung des Gleitflächendrucks des Gleitabschnitts (113c, 113d) bedingt, bei Betätigung der Expansionseinheit (110) nicht durchführt, wenn eine seit einer vorherigen Anhaltezeit vergangene Zeit eine vorbestimmte Zeit nicht überschreitet.
  12. Rankine-Kreislauf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinrichtung (52) aufgebaut ist, einen ersten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb und einen zweiten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb durchzuführen, die die Verringerung des Gleitflächendrucks des Gleitabschnitts (113c, 113d) bedingen, und wobei die Steuereinrichtung (52) den ersten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb durchführt, wenn die Anzahl der Male der Betätigung der Expansionseinheit (110) nach dem Anhalten des Motors (10) und dem Einschalten des Zündschalters geringer als eine vorbestimmte Anzahl ist, und den zweiten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb durchführt, wenn die Anzahl der Male der Betätigung die vorbestimmte Anzahl oder mehr erreicht, wobei der zweite Gleitflächendruckverringerungsbetrieb die Verringerung einer Zirkulationsmenge des Arbeitsfluids, die innerhalb des Kreislaufs strömt, im Vergleich zu der in dem ersten Gleitflächendruckverringerungsbetriebs bedingt.
  13. Rankine-Kreislauf gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Steuereinrichtung (52) aufgebaut ist, einen ersten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb und einen zweiten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb durchzuführen, die die Verringerung des Gleitflächendrucks des Gleitabschnitts (113c, 113d) bedingen, und wobei die Steuereinrichtung (52) den ersten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb bei Betätigung der Expansionseinheit (110) durchführt, wenn eine seit der vorhergehenden Anhaltezeit vergangene Zeit eine vorbestimmte Zeit überschreitet, und den zweiten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb bei Betätigung der Expansionseinheit (110) durchführt, wenn die vergangene Zeit die vorbestimmte Zeit nicht überschreitet, wobei der zweite Gleitflächendruckverringerungsbetrieb die Verringerung der Zirkulationsmenge des Arbeitsfluids, die im Inneren der Maschine strömt, im Vergleich zu der in dem ersten Gleitflächendruckverringerungsbetrieb bedingt.
  14. Steuerungsverfahren für eine Fluidmaschine, wobei die Fluidmaschine umfasst: eine Expansionseinheit (110) zum Komprimieren oder Expandieren eines Arbeitsfluids, das erwärmt wird, um in einen Dampfphasenzustand gebracht zu werden, nachdem es in einem Kreislauf zirkuliert, und einen Gleitabschnitt (113c, 113d) der Expansionseinheit (110), wobei die Fluidmaschine geeignet ist, Schmieröl an den Gleitabschnitt (113c, 113d) zuzuführen, umfassend einen ersten Schritt zum Leiten von Schmieröl an eine Gleitfläche des Gleitabschnitts (113c, 113d), indem dem Arbeitsfluid ermöglicht wird, zu strömen, wobei ein Hochdruckabschnitt (114) der Expansionseinheit (110) über einen Verbindungsdurchgang (106) mit einem Niederdruckabschnitt (113e, 111d) von ihr in Verbindung steht, und einen zweiten Schritt zum Schließen des Verbindungsdurchgangs (106).
  15. Steuerungsverfahren für die Fluidmaschine gemäß Anspruch 14, wobei der zweite Schritt das Beenden der Verringerung des Gleitflächendrucks oder das Schließen des Verbindungsdurchgangs (106) bedingt, wenn eine Schmieröldetektionsbedingung für das Detektieren der Zufuhr des Schmieröls an die Gleitfläche des Gleitabschnitts (113c, 113d) erfüllt ist.
  16. Steuerungsverfahren für die Fluidmaschine gemäß Anspruch 15, wobei die Schmieröldetektionsbedingung ist, dass seit dem Beginn der Verringerung des Gleitflächendrucks oder seit der Verbindung des Verbindungsdurchgangs (106) eine vorbestimmte Zeit vergangen ist.
  17. Steuerungsverfahren für die Fluidmaschine gemäß Anspruch 15, wobei die Schmieröldetektionsbedingung ist, dass eine Zirkulationsmenge des Arbeitsfluids in dem Kreislauf eine vorbestimmte Menge erreicht.
  18. Steuerungsverfahren für die Fluidmaschine gemäß Anspruch 15, wobei die Schmieröldetektionsbedingung ist, dass das auf der Gleitfläche des Gleitabschnitts (113c, 113d) vorhandene Schmieröl detektiert wird.
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