JP2004248355A - 気体膨張機を利用した発電システム - Google Patents
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Abstract
【課題】圧縮気体を利用した発電システムにおいて、気体膨張機に供給される圧縮気体の圧力および流量が変動しても、気体膨張機が過剰運転状態もしくは過負荷運転状態となって、気体膨張機自体あるいはそれに接続されている発電機等に無理な負荷が作用することはなく、常に安定して円滑に作動しうるようにした発電システムを提供する。
【解決手段】スチーム暖房機もしくはボイラ１等から排出される圧縮気体２を利用して、気体膨張機４を回転させ、その出力をもって発電機６を駆動させるようにした発電システムにおいて、気体膨張機４と発電機６との間に、軸出力検出装置８と電磁クラッチ９を、その順に直列に設け、かつ軸出力検出装置８と電磁クラッチ９と並列に、軸出力検出装置８の測定値に応じて、電磁クラッチに対する供給電流を制御しうるようにした制御部１２を設ける。
【選択図】 図１
【解決手段】スチーム暖房機もしくはボイラ１等から排出される圧縮気体２を利用して、気体膨張機４を回転させ、その出力をもって発電機６を駆動させるようにした発電システムにおいて、気体膨張機４と発電機６との間に、軸出力検出装置８と電磁クラッチ９を、その順に直列に設け、かつ軸出力検出装置８と電磁クラッチ９と並列に、軸出力検出装置８の測定値に応じて、電磁クラッチに対する供給電流を制御しうるようにした制御部１２を設ける。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スチーム暖房機もしくはボイラ等から排出される圧縮気体を利用して、スクロール形その他適宜の型式の気体膨張機を回転させ、この出力をもって発電機を駆動させるようにした発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、本発明が適用される発電システムについて述べる。
スチーム暖房機もしくはボイラ等から出る圧縮気体を利用した発電システムは公知であり、その基本的形態の例を、図２を参照して概説すると、次の如くである。
【０００３】
スチーム暖房機もしくはボイラ（１）等から廃熱として出る圧縮気体（２）を、入気口（３）から気体膨張機（４）へ導入して、出力軸（５）を駆動させ、この出力軸（５）をもって、発電機（６）を駆動させることにより、電力（７）を得るようにしてある。前記気体膨張機（４）としては、スクロール形のものが好ましいが、これに限られるものではない。
【０００４】
上述のような発電システムにおいては、スチーム暖房機もしくはボイラ等の起動時には、それらから排出される圧縮気体の圧力が低いため、発電機を直ちに起動させることはできず、またはそれを正常運転させるのに、少なからぬ時間を要する。
【０００５】
またスチーム暖房機もしくはボイラ等において発生して膨張機へ送られる圧縮気体の圧力が異常に高い場合には、気体膨張機あるいは発電機が過速運転されて危険な状態となり、さらに、発電機側の回転抵抗が異常に大となった場合にも、気体膨張機あるいは発電機に無理が生じる。
【０００６】
このように、圧縮気体（２）を利用し、気体膨張機（４）を駆動して出力軸（５）を回転させるようにした駆動装置においては、軸出力は、送入される圧縮気体（２）の圧力および流量によって、大きく左右される。
【０００７】
例えば始動時には、気体膨張機（４）に対する送入圧縮気体（２）の圧力は低くて、その軸出力は小さいため、出力軸（５）に接続されている発電機（６）等が負荷抵抗となって、円滑な始動が妨げられることとなる。
【０００８】
また、定常作動中においても、もし送入圧縮気体（２）の圧力に変動があると、気体膨張機（４）における軸出力も変動することとなる。
【０００９】
さらに、万一、圧縮気体源の異常等により、過大な圧力の圧縮気体（２）が急激に気体膨張機（４）に送入されると、その軸出力も過大となり、それに接続されている発電機（６）等が過剰運転状態となって、発電機（６）等に悪影響が及ぶことがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述したような圧縮気体を利用した発電システムにおいて、気体膨張機（４）に供給される圧縮気体の圧力および流量が変動しても、気体膨張機（４）が過剰運転状態もしくは過負荷運転状態となって、気体膨張機（４）自体あるいはそれに接続されている発電機（６）等に無理な負荷が作用することはなく、常に安定して円滑に作動しうるようにした発電システムを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１） スチーム暖房機もしくはボイラ等から排出される圧縮気体を利用して、気体膨張機を回転させ、その出力をもって発電機を駆動させるようにした発電システムにおいて、気体膨張機と発電機との間に、軸出力検出装置と電磁クラッチを、その順に直列に設け、かつ軸出力検出装置と電磁クラッチと並列に、軸出力検出装置の測定値に応じて、電磁クラッチに対する供給電流を制御しうるようにした制御部を設ける。
【００１２】
（２） 前項において、制御部を、軸出力検出装置における検出値が一定値より小さい場合には、電磁クラッチを切るべく、その励磁電流を制御し、軸出力検出装置における検出値が一定値を超えた場合には、電磁クラッチを結合するべく、その励磁電流を制御するようになっているものとする。
【００１３】
（３） 前記（１）または（２）項において、気体膨張機に、それに供給される圧縮気体の圧力が過大である場合には、これを制限もしくは遮断しうる流量調整弁もしくは流量遮断弁を接続する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態を示す。
【００１５】
図１に示す発電システムは、基本的には図２に示したものと同様であるので、図１において、図２に示したものと同様の要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００１６】
図１に示す発電システムにおいては、気体膨張機（４）の出力軸（５）と発電機（６）との間に、軸出力検出装置（８）と電磁クラッチ（９）を、その順に直列に設け、かつ軸出力検出装置（８）と電磁クラッチ（９）と並列に、軸出力計測器（１０）と励磁電流制御器（１１）からなる制御部（１２）を設けてある。
【００１７】
軸出力検出装置（８）で気体膨張機（４）の軸出力を検出し、始動時において、スチーム暖房機（１）からの圧縮気体（２）の圧力が低くて、気体膨張機（４）の軸出力が小さい場合には、この軸出力を検出した制御部（１２）は、電磁クラッチ（９）に対する励磁電流を小とし、電磁クラッチ（９）を切ったままとする。
【００１８】
従って、気体膨張機（４）は無負荷で回転し、急速に回転数を増す。気体膨張機（４）の回転数が一定以上に上昇し、その軸出力が安定した状態となると、軸出力計測器（１０）はこれを計測し、電磁クラッチ（９）に対する励磁電流を徐々に大として、電磁クラッチ（９）を円滑に接続する。
【００１９】
万一、発電機（６）になんらかのトラブルが発生して、気体膨張機（４）側の負荷が異常に大となった際には、軸出力検出装置（８）がこれを検出し、励磁電流制御器（１１）を介して、電磁クラッチ（９）への供給電流を断ち、電磁クラッチ（９）を切断する。
【００２０】
従って、気体膨張機（４）に過大な力が作用することが防止され、気体膨張機（４）に対する過負荷は防止され、気体膨張機（４）は防護される。
【００２１】
なお、気体膨張機（４）の入気口（３）には、大気に通じる流量調整弁（もしくは流量遮断弁）（１３）を取付けてあり、気体膨張機（４）に対する流入量が過大である場合には、これを制限または遮断して、気体膨張機（４）の損傷を未然に防止するようにしてある。
【００２２】
【発明の効果】
スチーム暖房機もしくはボイラ（１）からの圧縮気体（２）の圧力が不十分である間は、電磁クラッチ（９）は切り離されているため、気体膨張機（４）に対する負荷は小さく、気体膨張機（４）は、円滑に起動する。
【００２３】
前記圧縮気体（２）の圧力が過大である場合にも、電磁クラッチ（９）は円滑に接続されるため、発電機（６）に対する過負荷は防止されることとなる。
【００２４】
もし、発電機（６）にトラブルが発生して、過負荷状態となった場合には、電磁クラッチ（９）が自動的に切断されるので、気体膨張機（４）に過負荷が作用することはなく、気体膨張機（４）は保護される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発電システムの一実施形態を略示する図である。
【図２】本発明が適用される発電システムの基本的形態を略示する図である。
【符号の説明】
（１）スチーム暖房機もしくはボイラ
（２）圧縮気体
（３）入気口
（４）気体膨張機
（５）出力軸
（６）発電機
（７）電力
（８）軸出力検出装置
（９）電磁クラッチ
（１０）軸出力計測器
（１１）励磁電流制御器
（１２）制御部
（１３）流量調整弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、スチーム暖房機もしくはボイラ等から排出される圧縮気体を利用して、スクロール形その他適宜の型式の気体膨張機を回転させ、この出力をもって発電機を駆動させるようにした発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、本発明が適用される発電システムについて述べる。
スチーム暖房機もしくはボイラ等から出る圧縮気体を利用した発電システムは公知であり、その基本的形態の例を、図２を参照して概説すると、次の如くである。
【０００３】
スチーム暖房機もしくはボイラ（１）等から廃熱として出る圧縮気体（２）を、入気口（３）から気体膨張機（４）へ導入して、出力軸（５）を駆動させ、この出力軸（５）をもって、発電機（６）を駆動させることにより、電力（７）を得るようにしてある。前記気体膨張機（４）としては、スクロール形のものが好ましいが、これに限られるものではない。
【０００４】
上述のような発電システムにおいては、スチーム暖房機もしくはボイラ等の起動時には、それらから排出される圧縮気体の圧力が低いため、発電機を直ちに起動させることはできず、またはそれを正常運転させるのに、少なからぬ時間を要する。
【０００５】
またスチーム暖房機もしくはボイラ等において発生して膨張機へ送られる圧縮気体の圧力が異常に高い場合には、気体膨張機あるいは発電機が過速運転されて危険な状態となり、さらに、発電機側の回転抵抗が異常に大となった場合にも、気体膨張機あるいは発電機に無理が生じる。
【０００６】
このように、圧縮気体（２）を利用し、気体膨張機（４）を駆動して出力軸（５）を回転させるようにした駆動装置においては、軸出力は、送入される圧縮気体（２）の圧力および流量によって、大きく左右される。
【０００７】
例えば始動時には、気体膨張機（４）に対する送入圧縮気体（２）の圧力は低くて、その軸出力は小さいため、出力軸（５）に接続されている発電機（６）等が負荷抵抗となって、円滑な始動が妨げられることとなる。
【０００８】
また、定常作動中においても、もし送入圧縮気体（２）の圧力に変動があると、気体膨張機（４）における軸出力も変動することとなる。
【０００９】
さらに、万一、圧縮気体源の異常等により、過大な圧力の圧縮気体（２）が急激に気体膨張機（４）に送入されると、その軸出力も過大となり、それに接続されている発電機（６）等が過剰運転状態となって、発電機（６）等に悪影響が及ぶことがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述したような圧縮気体を利用した発電システムにおいて、気体膨張機（４）に供給される圧縮気体の圧力および流量が変動しても、気体膨張機（４）が過剰運転状態もしくは過負荷運転状態となって、気体膨張機（４）自体あるいはそれに接続されている発電機（６）等に無理な負荷が作用することはなく、常に安定して円滑に作動しうるようにした発電システムを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１） スチーム暖房機もしくはボイラ等から排出される圧縮気体を利用して、気体膨張機を回転させ、その出力をもって発電機を駆動させるようにした発電システムにおいて、気体膨張機と発電機との間に、軸出力検出装置と電磁クラッチを、その順に直列に設け、かつ軸出力検出装置と電磁クラッチと並列に、軸出力検出装置の測定値に応じて、電磁クラッチに対する供給電流を制御しうるようにした制御部を設ける。
【００１２】
（２） 前項において、制御部を、軸出力検出装置における検出値が一定値より小さい場合には、電磁クラッチを切るべく、その励磁電流を制御し、軸出力検出装置における検出値が一定値を超えた場合には、電磁クラッチを結合するべく、その励磁電流を制御するようになっているものとする。
【００１３】
（３） 前記（１）または（２）項において、気体膨張機に、それに供給される圧縮気体の圧力が過大である場合には、これを制限もしくは遮断しうる流量調整弁もしくは流量遮断弁を接続する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態を示す。
【００１５】
図１に示す発電システムは、基本的には図２に示したものと同様であるので、図１において、図２に示したものと同様の要素には、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００１６】
図１に示す発電システムにおいては、気体膨張機（４）の出力軸（５）と発電機（６）との間に、軸出力検出装置（８）と電磁クラッチ（９）を、その順に直列に設け、かつ軸出力検出装置（８）と電磁クラッチ（９）と並列に、軸出力計測器（１０）と励磁電流制御器（１１）からなる制御部（１２）を設けてある。
【００１７】
軸出力検出装置（８）で気体膨張機（４）の軸出力を検出し、始動時において、スチーム暖房機（１）からの圧縮気体（２）の圧力が低くて、気体膨張機（４）の軸出力が小さい場合には、この軸出力を検出した制御部（１２）は、電磁クラッチ（９）に対する励磁電流を小とし、電磁クラッチ（９）を切ったままとする。
【００１８】
従って、気体膨張機（４）は無負荷で回転し、急速に回転数を増す。気体膨張機（４）の回転数が一定以上に上昇し、その軸出力が安定した状態となると、軸出力計測器（１０）はこれを計測し、電磁クラッチ（９）に対する励磁電流を徐々に大として、電磁クラッチ（９）を円滑に接続する。
【００１９】
万一、発電機（６）になんらかのトラブルが発生して、気体膨張機（４）側の負荷が異常に大となった際には、軸出力検出装置（８）がこれを検出し、励磁電流制御器（１１）を介して、電磁クラッチ（９）への供給電流を断ち、電磁クラッチ（９）を切断する。
【００２０】
従って、気体膨張機（４）に過大な力が作用することが防止され、気体膨張機（４）に対する過負荷は防止され、気体膨張機（４）は防護される。
【００２１】
なお、気体膨張機（４）の入気口（３）には、大気に通じる流量調整弁（もしくは流量遮断弁）（１３）を取付けてあり、気体膨張機（４）に対する流入量が過大である場合には、これを制限または遮断して、気体膨張機（４）の損傷を未然に防止するようにしてある。
【００２２】
【発明の効果】
スチーム暖房機もしくはボイラ（１）からの圧縮気体（２）の圧力が不十分である間は、電磁クラッチ（９）は切り離されているため、気体膨張機（４）に対する負荷は小さく、気体膨張機（４）は、円滑に起動する。
【００２３】
前記圧縮気体（２）の圧力が過大である場合にも、電磁クラッチ（９）は円滑に接続されるため、発電機（６）に対する過負荷は防止されることとなる。
【００２４】
もし、発電機（６）にトラブルが発生して、過負荷状態となった場合には、電磁クラッチ（９）が自動的に切断されるので、気体膨張機（４）に過負荷が作用することはなく、気体膨張機（４）は保護される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発電システムの一実施形態を略示する図である。
【図２】本発明が適用される発電システムの基本的形態を略示する図である。
【符号の説明】
（１）スチーム暖房機もしくはボイラ
（２）圧縮気体
（３）入気口
（４）気体膨張機
（５）出力軸
（６）発電機
（７）電力
（８）軸出力検出装置
（９）電磁クラッチ
（１０）軸出力計測器
（１１）励磁電流制御器
（１２）制御部
（１３）流量調整弁
Claims (3)
- スチーム暖房機もしくはボイラ等から排出される圧縮気体を利用して、気体膨張機を回転させ、その出力をもって発電機を駆動させるようにした発電システムにおいて、
気体膨張機と発電機との間に、軸出力検出装置と電磁クラッチを、その順に直列に設け、かつ軸出力検出装置と電磁クラッチと並列に、軸出力検出装置の測定値に応じて、電磁クラッチに対する供給電流を制御しうるようにした制御部を設けたことを特徴とする気体膨張機を利用した発電システム。 - 制御部を、軸出力検出装置における検出値が一定値より小さい場合には、電磁クラッチを切るべく、その励磁電流を制御し、軸出力検出装置における検出値が一定値を超えた場合には、電磁クラッチを結合するべく、その励磁電流を制御するようになっているものとしてなる請求項１記載の気体膨張機を利用した発電システム。
- 気体膨張機に、それに供給される圧縮気体の圧力が過大である場合には、これを制限もしくは遮断しうる流量調整弁もしくは流量遮断弁を接続したことを特徴とする請求項１または２記載の気体膨張機を利用した発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003033108A JP2004248355A (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | 気体膨張機を利用した発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003033108A JP2004248355A (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | 気体膨張機を利用した発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004248355A true JP2004248355A (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=33019192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003033108A Pending JP2004248355A (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | 気体膨張機を利用した発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004248355A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100885736B1 (ko) | 2008-09-18 | 2009-02-26 | 주식회사 다텍 | 전자 클러치를 이용한 동력 단속수단을 갖는 발전장치 |
-
2003
- 2003-02-12 JP JP2003033108A patent/JP2004248355A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100885736B1 (ko) | 2008-09-18 | 2009-02-26 | 주식회사 다텍 | 전자 클러치를 이용한 동력 단속수단을 갖는 발전장치 |
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