JP2006200434A - Power generating device - Google Patents

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JP2006200434A JP2005012550A JP2005012550A JP2006200434A JP 2006200434 A JP2006200434 A JP 2006200434A JP 2005012550 A JP2005012550 A JP 2005012550A JP 2005012550 A JP2005012550 A JP 2005012550A JP 2006200434 A JP2006200434 A JP 2006200434A
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Hideo Kashima
秀雄 加島
Yasuaki Kano
靖明 狩野
Masami Negishi
正美 根岸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generating device preventing noise and vibration at a time of drive, promoting miniaturization of the device, and improving durability and reliability of the device at a low cost. <P>SOLUTION: In the power generating device which is Rankine cycle provided with a heat source capable of evaporating working medium, an expansion machine expanding evaporated working medium, a condenser condensing working medium from the expansion machine, and a pump circulating working medium from the condenser to the heat source, and which has a generator connected to the expansion machine to output expansion work of the working medium as electric power, the expansion machines are connected to both ends of the drive shaft of the generator, each expansion machine and the generator are stored in independent chambers respectively, a first chamber storing one expansion machine to which working medium evaporated by the heat source is introduced and a second chamber storing another expansion machine expanding working medium expanded by one expansion machine further are communicated one another, the first chamber and a third chamber storing the generator are shut off and the second chamber and the third chamber are communicated. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ランキンサイクルを利用した発電装置に関し、とくにサイクル内に複数の膨張機が組み込まれた発電装置に関する。   The present invention relates to a power generation device using a Rankine cycle, and more particularly to a power generation device in which a plurality of expanders are incorporated in a cycle.

従来から、作動媒体としての流体を循環させる回路を有し、流体を加圧する加圧手段、加熱する加熱手段を有し、加圧/加熱された流体が供給され膨張仕事による出力が取り出される膨張機、該膨張機で仕事をした流体を再び凝縮する凝縮器、凝縮した流体を加圧手段に送還するポンプを有するランキンサイクルを構成し、該ランキンサイクルの膨張機に発電機を連結した発電装置はよく知られている(たとえば、特許文献1)。   Conventionally, there is a circuit that circulates a fluid as a working medium, and has a pressurizing unit that pressurizes the fluid and a heating unit that heats, and the pressure / heated fluid is supplied and the output from the expansion work is taken out. Generator comprising a condenser, a condenser that condenses the fluid that has worked in the expander again, and a Rankine cycle that has a pump that sends the condensed fluid back to the pressurizing means, and a generator is connected to the expander of the Rankine cycle Is well known (for example, Patent Document 1).

また、発電装置の省部品化、コンパクト化を達成するために、膨張機と発電機とを共通の駆動軸に連結した提案(たとえば、特許文献2)、あるいは流体の膨張率を増大し動力取り出し効率を向上すべく複数の膨張機、発電機を同一駆動軸上に配列し各膨張機内で流体を段階的に膨張させる提案もなされている(たとえば、特許文献3、4、5、6)。
実公昭62−2241号公報 特開平6−159015号公報 特開2003−106108号公報 特開昭56−165701号公報 特開昭57−303号公報 特開昭57−304号公報
Further, in order to achieve a reduction in parts and compactness of the power generation apparatus, a proposal (for example, Patent Document 2) in which the expander and the generator are connected to a common drive shaft, or the fluid expansion rate is increased to extract power. In order to improve efficiency, proposals have been made to arrange a plurality of expanders and generators on the same drive shaft and expand the fluid in stages in each expander (for example, Patent Documents 3, 4, 5, and 6).
Japanese Utility Model Publication No. 62-2241 JP-A-6-159015 JP 2003-106108 A JP-A-56-165701 JP-A-57-303 JP-A-57-304

ところが、特許文献3のような発電装置においては、発電機の駆動軸の片側に複数の膨張機が連結されているので、駆動軸の片側にのみ膨張機からの応力が集中し、発電装置の駆動時における振動、騒音が増大するおそれがある。また、うず巻体の中央から作動媒体が流入され、膨張された作動媒体がうず巻体の側部から流出されるスクロール型膨張機を直列的に接続すると作動媒体の配管経路が複雑化するため装置全体が大型化するおそれがある。また、発電に伴い発電機は多かれ少なかれ加熱されることになるが、特許文献4ないし6に記載の装置においては、いずれか一方の膨張機において膨張され、未だ高温の作動媒体が発電機側に直接流入されるため、発電機は一層加熱され易い状態にある。発電機が過熱されると発電機の耐久性、信頼性等に悪影響を与えるおそれもある。   However, in the power generator as in Patent Document 3, since a plurality of expanders are connected to one side of the drive shaft of the generator, the stress from the expander is concentrated only on one side of the drive shaft, There is a risk of increased vibration and noise during driving. In addition, if a scroll type expander in which the working medium flows in from the center of the spiral body and the expanded working medium flows out from the side of the spiral body is connected in series, the piping path of the working medium becomes complicated. There is a risk that the entire apparatus becomes large. In addition, although the generator is heated more or less with power generation, the devices described in Patent Documents 4 to 6 are expanded in any one of the expanders, and the hot working medium is still on the generator side. Since it flows directly in, the generator is in a state where it is more easily heated. If the generator is overheated, the durability and reliability of the generator may be adversely affected.

そこで本発明の課題は、駆動時における振動、騒音を防止しつつ、装置の小型化を促進し、しかも装置の耐久性、信頼性を向上できる発電装置を低コストで提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a power generation device that can reduce the size and size of the device while preventing vibration and noise during driving, and can improve the durability and reliability of the device at low cost.

上記課題を解決するために、本発明に係る発電装置は、作動媒体を蒸発可能な熱源、蒸発された作動媒体を膨張させる膨張機、該膨張機からの作動媒体を凝縮させる凝縮器、該凝縮器からの作動媒体を前記熱源へと循環させるポンプを備えたランキンサイクルであって、前記膨張機に発電機を連結して作動媒体の膨張仕事を電力として出力させるようにした発電装置において、前記発電機の駆動軸の両端に膨張機を連結し、各膨張器および発電機をそれぞれ独立した室に収納し、このうち前記熱源で蒸発された作動媒体が導入される一方の膨張器が収納される第1室と、前記一方の膨張機により膨張された作動媒体をさらに膨張させる他方の膨張器が収納される第2室とを互いに連通するとともに、前記第1室と発電機の収納される第3室とを遮断し、かつ、第2室と第3室とを連通したことを特徴とするものからなる。このような構成においては、発電機の駆動軸の両端に膨張機が設けられているので、膨張機の駆動に伴う応力は駆動軸の両端から作用する。したがって、作動媒体の膨張率を増大し動力取り出し効率を向上しつつ、装置駆動時における振動、騒音を大幅に低減できる。また、上記構成においては、熱源で膨張された高温の作動媒体は、まず、第1室内に流入し一方の膨張機により所定の膨張比まで膨張される。次に、一方の膨張機により膨張された作動媒体は、第2室内に流入し他方の膨張機により所定の膨張比まで膨張される。さらに、他方の膨張機により膨張された作動媒体は、発電機が収納される第3室を介して凝縮器へと送られる。したがって、作動媒体は、一方の膨張機および他方の膨張機で十分膨張され低温になった状態で第3室内に流入することになるので、第3室内に収納される発電機が効果的に冷却され該発電機の過熱を確実に防止できる。   In order to solve the above problems, a power generator according to the present invention includes a heat source capable of evaporating a working medium, an expander that expands the evaporated working medium, a condenser that condenses the working medium from the expander, and the condensation In the Rankine cycle comprising a pump for circulating the working medium from the vessel to the heat source, the generator is connected to the expander so that the expansion work of the working medium is output as electric power. An expander is connected to both ends of the drive shaft of the generator, and each expander and generator are housed in independent chambers, of which one expander into which the working medium evaporated by the heat source is introduced is housed. And the second chamber in which the other expander for further expanding the working medium expanded by the one expander is communicated with each other, and the first chamber and the generator are accommodated. With the third room Blocked, and consists of those characterized in that communication between the second and third chambers. In such a configuration, since the expanders are provided at both ends of the drive shaft of the generator, the stress accompanying the drive of the expander acts from both ends of the drive shaft. Therefore, it is possible to greatly reduce vibration and noise when the apparatus is driven while increasing the expansion rate of the working medium and improving the power extraction efficiency. In the above configuration, the high-temperature working medium expanded by the heat source first flows into the first chamber and is expanded to a predetermined expansion ratio by one of the expanders. Next, the working medium expanded by one expander flows into the second chamber and is expanded to a predetermined expansion ratio by the other expander. Further, the working medium expanded by the other expander is sent to the condenser through the third chamber in which the generator is accommodated. Therefore, the working medium is sufficiently expanded by one expander and the other expander and flows into the third chamber in a state of low temperature, so that the generator housed in the third chamber is effectively cooled. Thus, overheating of the generator can be surely prevented.

上記各膨張機および発電機は、一つのハウジング内に収納されることが好ましい。つまり、一つのハウジング内の略中央に第3室を設け、該第3室の両側に第1室、第2室を配置すれば、発電機の駆動軸の両端に膨張機を連結し、各膨張器および発電機をそれぞれ独立した室に収納することができる。また、膨張機および発電機を一つのハウジング内に収納すれば装置の小型化を促進できる。   Each of the expander and the generator is preferably housed in one housing. That is, if a third chamber is provided in the approximate center of one housing and the first chamber and the second chamber are arranged on both sides of the third chamber, the expander is connected to both ends of the drive shaft of the generator, The expander and the generator can be stored in independent chambers. Further, if the expander and the generator are housed in one housing, the apparatus can be reduced in size.

上記発電機を効率的に冷却するためには、第3室の上部に第2室からの作動媒体の入口部が開口され、下部に作動媒体を外部に導出する出口部が設けられていることが好ましい。この様な構成においては、入口部から第3室内に流入された作動媒体は、該第3室内を隈なく通過した後出口部から外部に導出されるので、発電機の冷却効率を向上できる。また、第3室の底部に出口部を設ければ、仮に作動媒体が液化した場合であっても円滑に外部に導出することができる。   In order to cool the generator efficiently, an inlet portion for the working medium from the second chamber is opened at the upper portion of the third chamber, and an outlet portion for leading the working medium to the outside is provided at the lower portion. Is preferred. In such a configuration, since the working medium flowing into the third chamber from the inlet portion passes through the third chamber without being exhausted and is led out to the outside from the outlet portion, the cooling efficiency of the generator can be improved. Moreover, if an exit part is provided in the bottom part of a 3rd chamber, even if it is a case where a working medium liquefies, it can lead out smoothly outside.

上記第1室と第2室とは、たとえば連通路を介して連通することができる。連通路は、各室が区画されるハウジング内に設けることも可能であるが、ハウジングの外部に連通路を設けてもよい。   The first chamber and the second chamber can be communicated, for example, via a communication path. The communication path can be provided in a housing in which each chamber is partitioned, but the communication path may be provided outside the housing.

上記第1室と第3室とを遮断する方法はとくに限定されるものではなく、メカニカルシール、リップシール等を用いることができる。   The method for shutting off the first chamber and the third chamber is not particularly limited, and a mechanical seal, a lip seal, or the like can be used.

本発明においては、作動媒体は一方の膨張機で膨張された後、さらに他方の膨張機で膨張される。このため、両膨張機に供給される作動媒体の循環重量は同じであるが、ガス密度が異なる。したがって、上記第1室に収納される一方の膨張機の容積は、前記第2室に収納される他方の膨張機の容積よりも小さく設定されていることが好ましい。このように構成すれば、他方の膨張機における圧損を抑制しつつ、効率よく作動媒体を膨張させることができる。   In the present invention, the working medium is expanded by one of the expanders, and further expanded by the other expander. For this reason, the circulating weight of the working medium supplied to both expanders is the same, but the gas density is different. Therefore, it is preferable that the volume of one expander housed in the first chamber is set smaller than the volume of the other expander housed in the second chamber. If comprised in this way, a working medium can be efficiently expanded, suppressing the pressure loss in the other expander.

上記一方の膨張機および他方の膨張機はとくに限定されるものではないが、たとえばスクロール型膨張機を適用することができる。   The one expander and the other expander are not particularly limited. For example, a scroll expander can be applied.

上記のような本発明に係る発電装置によれば、発電機の駆動軸の両端に膨張機が連結されているので、装置の駆動に伴う膨張機からの応力は駆動軸の両端から作用する。したがって、装置の駆動時における振動、騒音を防止することができる。また、従来の装置に比べ膨張機をコンパクトに配置することができるので、装置全体の小型化を達成することができる。さらに、発電機が効率よく冷却されるので、発電機の過熱が防止され装置の耐久性、信頼性を向上できる。   According to the power generation device according to the present invention as described above, since the expander is connected to both ends of the drive shaft of the generator, the stress from the expander accompanying the drive of the device acts from both ends of the drive shaft. Therefore, vibration and noise during driving of the apparatus can be prevented. In addition, since the expander can be arranged more compactly than the conventional device, the overall size of the device can be reduced. Furthermore, since the generator is efficiently cooled, overheating of the generator can be prevented and the durability and reliability of the apparatus can be improved.

以下に、本発明に係る発電装置の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施態様に係る発電装置を示している。図において、1は発電装置を示している。発電装置1は、作動媒体(たとえば、冷媒)を蒸発可能な熱源として太陽光集熱器2と、該太陽光集熱器2で蒸発された作動媒体を膨張させる膨張機3、4と、該膨張機3、4からの作動媒体を凝縮させる凝縮器5と、該凝縮器5からの作動媒体を熱源としての太陽光集熱器2へと送還させるポンプ6を有している。そして、これら機器を備えた作動媒体の循環回路7はランキンサイクルとして構成されている。
Hereinafter, preferred embodiments of a power generator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a power generator according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a power generator. The power generation apparatus 1 includes a solar heat collector 2 as a heat source capable of evaporating a working medium (for example, refrigerant), expanders 3 and 4 that expand the working medium evaporated by the solar heat collector 2, A condenser 5 that condenses the working medium from the expanders 3 and 4 and a pump 6 that sends the working medium from the condenser 5 back to the solar heat collector 2 as a heat source are provided. And the circulation circuit 7 of the working medium provided with these apparatuses is comprised as a Rankine cycle.

太陽光集熱器2から膨張機3、4へ至る作動媒体の流路の途中には制御弁10が設けられており、膨張機3に供給される流体量が制御されるようになっている。   A control valve 10 is provided in the middle of the flow path of the working medium from the solar heat collector 2 to the expanders 3 and 4 so that the amount of fluid supplied to the expander 3 is controlled. .

膨張機3、4は、発電機8の駆動軸9の両端に連結されており、膨張機3および膨張機4による作動媒体の膨張仕事が発電機8を介して電力として出力されるようになっている。本実施態様においては、図3に示すように膨張機3、4はスクロール型膨張機から構成されている。また、膨張機3、4および発電機8はハウジング11内に収納されている。ハウジング11は膨張機3が収納される第1室12、膨張機4が収納される第2室13、発電機8が収納される第3室14に区画されている。   The expanders 3 and 4 are connected to both ends of the drive shaft 9 of the generator 8, and the expansion work of the working medium by the expander 3 and the expander 4 is output as electric power via the generator 8. ing. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the expanders 3 and 4 are constituted by scroll type expanders. The expanders 3 and 4 and the generator 8 are accommodated in the housing 11. The housing 11 is divided into a first chamber 12 in which the expander 3 is accommodated, a second chamber 13 in which the expander 4 is accommodated, and a third chamber 14 in which the generator 8 is accommodated.

図3に示すように第2室13と第3室14は入口部としての通路15を介して互いに連通されている。通路15は第3室14の周方向に複数開口されている。また、第3室14の底部には流体の出口部としての通路16が開口されている。   As shown in FIG. 3, the second chamber 13 and the third chamber 14 are communicated with each other via a passage 15 as an inlet portion. A plurality of passages 15 are opened in the circumferential direction of the third chamber 14. Further, a passage 16 serving as a fluid outlet is opened at the bottom of the third chamber 14.

一方、第1室12と第3室14との間はリップシール17により遮断されている。   On the other hand, the first chamber 12 and the third chamber 14 are blocked by a lip seal 17.

また、第1室12と第2室13は連通路18を介して連通されている。第1室12内に収納された膨張機3により膨張された流体は、連通路18を介して第2室13に収納された膨張機4によりさらに膨張された後、通路15から第3室14内に流入しさらに通路16を介して凝縮器5へと送られるようになっている。なお、本実施態様においては、第1室12と第2室13とを連通する連通路18はハウジング11内に設けられているが、図2に示すようにハウジング11の外側に設けてもよい。   The first chamber 12 and the second chamber 13 are communicated with each other via a communication path 18. The fluid expanded by the expander 3 accommodated in the first chamber 12 is further expanded by the expander 4 accommodated in the second chamber 13 via the communication path 18, and then is passed from the passage 15 to the third chamber 14. It flows into the inside and is further sent to the condenser 5 through the passage 16. In this embodiment, the communication path 18 that communicates the first chamber 12 and the second chamber 13 is provided in the housing 11, but may be provided outside the housing 11 as shown in FIG. .

膨張機3は、固定スクロール19と可動スクロール20とが互いに角度をずらせて噛み合わされたスクロール型膨張機から構成されている。可動スクロール20の底板23には偏心ブッシュ24を介して駆動軸9の一端に連結されている。また、可動スクロール20の底板23の外縁にはボールベアリング25が設けられている。膨張機3の略中央から流入した流体の膨張に伴い可動スクロール20が旋回する。そして、徐々に膨張された作動媒体は、両スクロール19、20の噛み合わせ端部から流出し連通路18を介して第2室13内に収納された膨張機4の略中央から流入されるようになっている。   The expander 3 is composed of a scroll type expander in which a fixed scroll 19 and a movable scroll 20 are engaged with each other at an angle. A bottom plate 23 of the movable scroll 20 is connected to one end of the drive shaft 9 via an eccentric bush 24. A ball bearing 25 is provided on the outer edge of the bottom plate 23 of the movable scroll 20. The movable scroll 20 turns with the expansion of the fluid flowing in from the substantially center of the expander 3. Then, the working medium that has been gradually expanded flows out from the meshing end portions of the scrolls 19 and 20, and flows in from the approximate center of the expander 4 accommodated in the second chamber 13 through the communication path 18. It has become.

膨張機4は、固定スクロール21と可動スクロール22とが互いに角度をずらせて噛み合わされたスクロール型膨張機から構成されている。可動スクロール22の底板26には偏心ブッシュ27を介して駆動軸9の他端に連結されている。また、可動スクロール22の底板26の外縁にはボールベアリング28が設けられている。膨張機4の略中央から流入した流体の膨張に伴い可動スクロール22が旋回する。そして、徐々に膨張された作動媒体は、両スクロール21、22の噛み合わせ端部から流出し通路15を介して第3室14内に流入されるようになっている。   The expander 4 is composed of a scroll type expander in which a fixed scroll 21 and a movable scroll 22 are meshed with each other at an angle. A bottom plate 26 of the movable scroll 22 is connected to the other end of the drive shaft 9 via an eccentric bush 27. A ball bearing 28 is provided on the outer edge of the bottom plate 26 of the movable scroll 22. The movable scroll 22 turns with the expansion of the fluid flowing in from the substantially center of the expander 4. Then, the gradually expanded working medium flows out from the meshing end portions of the scrolls 21 and 22 and flows into the third chamber 14 through the passage 15.

本実施態様においては、可動スクロール20、22の旋回運動に伴い発電機8の駆動軸9が回転し、該駆動軸9とロータ23が一体に回転し発電機8により発電されるようになっている。また、本実施態様においては、図3に示すように膨張機3の容積よりも膨張機4の容積の方が大きく設定されている。なお、本実施態様においては、膨張機3、4の固定スクロール19、21はハウジング11に一体に形成されている。   In the present embodiment, the drive shaft 9 of the generator 8 rotates with the turning motion of the movable scrolls 20, 22, and the drive shaft 9 and the rotor 23 rotate together to generate power by the generator 8. Yes. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the volume of the expander 4 is set larger than the volume of the expander 3. In the present embodiment, the fixed scrolls 19 and 21 of the expanders 3 and 4 are formed integrally with the housing 11.

発電機8は、駆動軸9と一体に回転するロータ23と、該ロータ23の周囲に設けられたステータ24とを有している。   The generator 8 includes a rotor 23 that rotates integrally with the drive shaft 9, and a stator 24 provided around the rotor 23.

本実施態様においては、発電機8の駆動軸9の両端に膨張機3、4が設けられているので、膨張機3、4の駆動に伴う応力は駆動軸9の両端から作用する。したがって、作動媒体の膨張率を増大し動力取り出し効率を向上しつつ、装置駆動時における振動、騒音を大幅に低減できる。また、熱源としての太陽光集熱器2で膨張された高温の作動媒体は、まず、第1室12内に流入し一方の膨張機3により所定の膨張比まで膨張される。次に、一方の膨張機3により膨張された作動媒体は、第2室13内に流入し他方の膨張機4により所定の膨張比まで膨張される。さらに、他方の膨張機4により膨張された作動媒体は、発電機が収納される第3室14を介して凝縮器へと送られる。したがって、作動媒体は、一方の膨張機3および他方の膨張機4で十分膨張され低温になった状態で第3室14内に流入することになるので、第3室14内に収納される発電機8が効果的に冷却され発電機8の過熱を確実に防止できる。   In this embodiment, since the expanders 3 and 4 are provided at both ends of the drive shaft 9 of the generator 8, the stress accompanying the drive of the expanders 3 and 4 acts from both ends of the drive shaft 9. Therefore, it is possible to greatly reduce vibration and noise when the apparatus is driven while increasing the expansion rate of the working medium and improving the power extraction efficiency. The high-temperature working medium expanded by the solar heat collector 2 as a heat source first flows into the first chamber 12 and is expanded to a predetermined expansion ratio by the one expander 3. Next, the working medium expanded by one expander 3 flows into the second chamber 13 and is expanded to a predetermined expansion ratio by the other expander 4. Furthermore, the working medium expanded by the other expander 4 is sent to the condenser via the third chamber 14 in which the generator is accommodated. Accordingly, the working medium flows into the third chamber 14 in a state where the working medium is sufficiently expanded and cooled at the one expander 3 and the other expander 4, so that the power generation stored in the third chamber 14 is performed. The machine 8 is cooled effectively and the generator 8 can be reliably prevented from overheating.

また、本実施態様においては、一つのハウジング11内の略中央に第3室14が設けられ、該第3室14の両側に第1室12、第2室13が配置されているので、発電機8の駆動軸9の両端に膨張機3、4を連結し、各膨張器3、4および発電機8をそれぞれ独立した室に収納することができる。したがって、膨張機3、4および発電機8を一つのハウジング11内に収納することが可能となり装置の小型化が促進されている。   In the present embodiment, the third chamber 14 is provided in the approximate center of one housing 11, and the first chamber 12 and the second chamber 13 are disposed on both sides of the third chamber 14. The expanders 3 and 4 are connected to both ends of the drive shaft 9 of the machine 8, and the expanders 3 and 4 and the generator 8 can be stored in independent chambers. Therefore, the expanders 3 and 4 and the generator 8 can be accommodated in one housing 11, and the downsizing of the apparatus is promoted.

また、本実施態様においては、第3室14の上部に第2室13からの作動媒体の入口部としての通路15が開口され、下部に作動媒体を外部に導出する出口部としての通路16が設けられている。したがって、通路15から第3室14内に流入された作動媒体は、該第3室14内を隈なく通過した後通路16から外部に導出されるので、発電機8の冷却効率を向上できる。また、第3室14の下部に通路16が設けられるので、仮に作動媒体が液化した場合であっても円滑に外部に導出することができる。   Further, in the present embodiment, a passage 15 serving as an inlet portion for the working medium from the second chamber 13 is opened in the upper portion of the third chamber 14, and a passage 16 serving as an outlet portion for leading the working medium to the outside is provided in the lower portion. Is provided. Therefore, since the working medium that has flowed into the third chamber 14 from the passage 15 passes through the third chamber 14 and is led out to the outside from the passage 16, the cooling efficiency of the generator 8 can be improved. Further, since the passage 16 is provided in the lower portion of the third chamber 14, even if the working medium is liquefied, it can be smoothly led out.

さらに、本実施態様においては、膨張機3の容積よりも膨張機4の容積の方が大きく設定されている。つまり、作動媒体は一方の膨張機3で膨張された後、さらに他方の膨張機4で膨張される。このため、両膨張機3、4に供給される作動媒体の循環重量は同じであるが、ガス密度が異なることになる。したがって、上記第1室12に収納される一方の膨張機3の容積を、前記第2室13に収納される他方の膨張機4の容積よりも小さく設定さすれば、他方の膨張機4における圧損を抑制しつつ、効率よく作動媒体を膨張させることができる。   Furthermore, in this embodiment, the volume of the expander 4 is set larger than the volume of the expander 3. That is, the working medium is expanded by one expander 3 and then expanded by the other expander 4. For this reason, the circulating weight of the working medium supplied to both the expanders 3 and 4 is the same, but the gas density is different. Therefore, if the volume of one expander 3 accommodated in the first chamber 12 is set smaller than the volume of the other expander 4 accommodated in the second chamber 13, The working medium can be efficiently expanded while suppressing the pressure loss.

本発明に係る発電装置は、太陽熱、地熱等多様な熱源を利用して発電するシステムに適用可能であり、また、作動媒体も、ランキンサイクルを形成できるものであればあらゆる媒体の使用が可能である。   The power generation apparatus according to the present invention can be applied to a system that generates power using various heat sources such as solar heat and geothermal heat, and any working medium can be used as long as it can form a Rankine cycle. is there.

本発明の一実施態様に係る発電装置の概略機器系統図である。It is a schematic equipment system diagram of the power generator concerning one embodiment of the present invention. 本発明の別の実施態様に係る発電装置の概略機器系統図である。It is a general | schematic apparatus system diagram of the electric power generating apparatus which concerns on another embodiment of this invention. 図1、2の発電装置のハウジング部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the housing part of the power generator of FIGS.

符号の説明Explanation of symbols

1 発電装置
2 太陽光集熱器
3、4 膨張機
5 凝縮器
6 ポンプ
7 循環回路
8 発電機
9 駆動軸
10 制御弁
11 ハウジング
12 第1室
13 第2室
14 第3室
15、16 通路
17 リップシール
18 連通路
19、21 固定スクロール
20、22 可動スクロール
23、26 底板
24、27 偏心ブッシュ
25、28 ボールベアリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power generator 2 Solar collector 3, 4 Expander 5 Condenser 6 Pump 7 Circulation circuit 8 Generator 9 Drive shaft 10 Control valve 11 Housing 12 1st chamber 13 2nd chamber 14 3rd chamber 15, 16 Passage 17 Lip seal 18 Communication path 19, 21 Fixed scroll 20, 22 Movable scroll 23, 26 Bottom plate 24, 27 Eccentric bush 25, 28 Ball bearing

Claims (7)

作動媒体を蒸発可能な熱源、蒸発された作動媒体を膨張させる膨張機、該膨張機からの作動媒体を凝縮させる凝縮器、該凝縮器からの作動媒体を前記熱源へと循環させるポンプを備えたランキンサイクルであって、前記膨張機に発電機を連結して作動媒体の膨張仕事を電力として出力させるようにした発電装置において、前記発電機の駆動軸の両端に膨張機を連結し、各膨張器および発電機をそれぞれ独立した室に収納し、このうち前記熱源で蒸発された作動媒体が導入される一方の膨張器が収納される第1室と、前記一方の膨張機により膨張された作動媒体をさらに膨張させる他方の膨張器が収納される第2室とを互いに連通するとともに、前記第1室と発電機の収納される第3室とを遮断し、かつ、第2室と第3室とを連通したことを特徴とする発電装置。   A heat source capable of evaporating the working medium; an expander that expands the evaporated working medium; a condenser that condenses the working medium from the expander; and a pump that circulates the working medium from the condenser to the heat source. In the Rankine cycle, the generator is connected to the expander so that the expansion work of the working medium is output as electric power. The expander is connected to both ends of the drive shaft of the generator, and each expansion The first chamber in which one expander into which the working medium evaporated by the heat source is introduced, and the operation expanded by the one expander are housed in separate chambers. The second chamber in which the other expander for further expanding the medium is communicated with each other, the first chamber and the third chamber in which the generator is accommodated are shut off, and the second chamber and the third chamber are separated. Specially connected to the room Power generation apparatus according to. 前記各膨張器および発電機が一つのハウジングに収納されている、請求項1の発電装置。   The power generator according to claim 1, wherein each of the inflator and the generator is housed in one housing. 前記第3室の底部に作動媒体を外部に導出する出口部が設けられている、請求項1または2の発電装置。   The power generation device according to claim 1 or 2, wherein an outlet for leading the working medium to the outside is provided at the bottom of the third chamber. 前記第1室と第2室とが連通路を介して連通されている、請求項1ないし3のいずれかに記載の発電装置。   The power generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the first chamber and the second chamber communicate with each other through a communication path. 前記第1室と第3室とがメカニカルシールまたはリップシールで遮断されている、請求項1ないし4のいずれかに記載の発電装置。   The power generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the first chamber and the third chamber are blocked by a mechanical seal or a lip seal. 前記第1室に収納される一方の膨張機の容積が、前記第2室に収納される他方の膨張機の容積よりも小さく設定されている、請求項1ないし5のいずれかに記載の発電装置。   The power generation according to any one of claims 1 to 5, wherein the volume of one expander housed in the first chamber is set smaller than the volume of the other expander housed in the second chamber. apparatus. 前記膨張機がスクロール型膨張機からなる、請求項1ないし6のいずれかに記載の発電装置。

The power generator according to any one of claims 1 to 6, wherein the expander is a scroll expander.

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