JP2006336586A - 回転機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 副回転機械によって主回転機械が作動されて、主回転機械で作動流体を圧送するものにおいて、簡便で安価な方法で充分な脈動低減を行い、静粛運転を可能とする回転機械を提供する。
【解決手段】 作動流体を圧送する容積型の主回転機械１１０と、主回転機械１１０の駆動源として作動して、主回転機械１１０と共に回転する副回転機械１３０とを有する回転機械において、主回転機械１１０の作動トルク変動に対抗するように、副回転機械１３０の駆動トルクを変動させる変動手段５０を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば電動機あるいは膨張機を駆動源として、車両内燃機関の廃熱を活用するランキンサイクル中の冷媒を圧送する冷媒ポンプに用いて好適な回転機械に関するものである。

従来、例えば特許文献１に示されるように、電動機によってポンプ部が作動される液冷媒ポンプにおいて、電動機周りに液冷媒の脈動防止機構が設けられたものが知られている。

脈動防止機構は、電動機を収容するフレームの外側上部に脈動減衰室として設けられており、この液冷媒ポンプにおいては、ポンプ部から圧送される液冷媒は、電動機内を流通して脈動減衰室に至り、更に電動機端部側の吐出口から吐出されるようになっている。この時、液冷媒は狭い液流通路を通ることで脈動が低減され、更に、容積が拡大される脈動減衰室によって伝播速度が低下されて脈動が低減され、騒音低減を図るようにしている。
特開平８−２１０２６９号公報

しかしながら、上記液冷媒ポンプにおいては、脈動減衰室の設置による大型化、コスト増加を伴う。また、基本的なポンプ部の作動に伴う脈動自身の低減に着目したものではなく、ポンプ部にて圧送された後の脈動を低減するものであるため、吸入側の脈動の低減はできない。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、副回転機械によって主回転機械が作動されて、主回転機械で作動流体を圧送するものにおいて、簡便で安価な方法で充分な脈動低減を行い、静粛運転を可能とする回転機械を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、作動流体を圧送する容積型の主回転機械（１１０）と、主回転機械（１１０）の駆動源として作動して、主回転機械（１１０）と共に回転する副回転機械（１３０、１２０）とを有する回転機械において、主回転機械（１１０）の作動トルク変動に対抗するように、副回転機械（１３０、１２０）の駆動トルクを変動させる変動手段（５０、１４０）を設けたことを特徴としている。

これにより、回転位相における主回転機械（１１０）の作動トルクの変動を減少させることができるので、作動トルクに基づいて圧送される作動流体の流量変動を減少させて、流量変動に伴う脈動を低減することができる。ここでは、特許文献１で説明したような脈動防止機構（脈動減衰室）を不要とすることができるので、簡便で安価な方法として対応が可能である。

請求項２に記載の発明では、変動手段（５０、１４０）は、作動トルクが所定値より大きい時に、駆動トルクを減少させ、作動トルクが所定値より小さい時に、駆動トルクを増加させることを特徴としている。

これにより、確実に回転位相における主回転機械（１１０）の作動トルクの変動を減少させることができる。

請求項３に記載の発明のように、副回転機械（１３０、１２０）を回転電機（１３０）として、変動手段（５０、１４０）は、副回転機械（１３０）の駆動トルクを制御する通電制御回路（５０）とすることができる。

請求項４に記載の発明では、通電制御回路（５０）は、駆動トルクを、副回転機械（１３０）、即ち回転電機（１３０）の電流値をもとに制御することを特徴としている。

これにより、通常、回転電機（１３０）の作動を制御する際に用いられる電流値をそのまま用いて、主回転機械（１１０）の作動トルクの変動低減に活用できる。

請求項５に記載の発明では、通電制御回路（５０）は、電流値の変動を小さくするように制御することを特徴としている。

これにより、主回転機械（１１０）の作動トルクの変動を低減することができる。

また、請求項６に記載の発明のように、副回転機械（１３０、１２０）を容積型の回転機械（１２０）として、変動手段（５０、１４０）は、回転位相における主回転機械（１１０）の作動トルクの大小と、副回転機械（１２０）の駆動トルクの大小とをずらすように、主回転機械（１１０）と副回転機械（１２０）とを接続する接続部材（１４０）とすることができる。

更に、請求項７に記載の発明のように、請求項６に記載の発明に対して、主回転機械（１１０）に接続されて、通電制御回路（５０）によって制御される回転電機（１３０Ａ）を設けて、通電制御回路（５０）は、主回転機械（１１０）の作動トルク変動に対抗するように、回転電機（１３０Ａ）のトルクを変動させるようにしても良い。

これにより、接続部材（１４０）と回転電機（１３０Ａ）との両者によって主回転機械（１１０）の作動トルク変動を低減することができるので、その低減効果を高めることができる。

請求項６または請求項７に記載の発明においては、請求項８に記載の発明のように、副回転機械（１２０）は、過熱蒸気の膨張によって作動されて駆動力を発生する膨張機（１２０）として好適である。

また、主回転機械（１１０）は、請求項９に記載の発明のように、ランキンサイクル（４０）内の作動流体を圧送するポンプ（１１０）に用いて好適である。

因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る回転機械を電動冷媒ポンプ１００として、この電動冷媒ポンプ１００を、車両用冷凍サイクル３０の凝縮器３２および気液分離器３３が共用されるランキンサイクル４０に使用したものである。以下、図１を用いて本実施形態の構成について説明する。尚、図１は電動冷媒ポンプ１００が使用されるシステム全体を示す模式図である。

まず、冷凍サイクル３０について簡単に説明すると、冷凍サイクル３０は、低温側の熱を高温側に移動させて冷熱および温熱を空調に利用するもので、圧縮機３１、凝縮器３２、気液分離器３３、減圧器３４、蒸発器３５が順次環状に接続されて形成されている。

圧縮機３１は、駆動ベルト１２、プーリ３１ａ、電磁クラッチ３１ｂを介して車両のエンジン１０の駆動力が伝達されて作動し、冷凍サイクル３０内の冷媒を高温高圧に圧縮する流体機械である。凝縮器３２は、圧縮機３１で高温高圧に圧縮された冷媒を冷却して、凝縮液化する熱交換器である。尚、ファン３２ａは、凝縮器３２に冷却風（車室外空気）を送るものである。気液分離器３３は、凝縮器３２で凝縮された冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離して液相冷媒を流出させるレシーバである。

減圧器３４は、気液分離器３３で分離された液相冷媒を減圧膨脹させる膨張弁である。蒸発器３５は、減圧器３４にて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮する熱交換器であり、空調ケース３０ａ内に配設されている。そして、送風機３５ａによって空調ケース３０ａ内に供給される空調空気（外気あるいは内気）を冷却する。

そして、ランキンサイクル４０は、エンジン１０で発生した廃熱からエネルギー（膨張機１２０にて発生される駆動力）を回収するものであり、上記冷凍サイクル３０に対して、凝縮器３２、気液分離器３３が共用されて形成されている。即ち、凝縮器３２と気液分離器３３とをバイパスするバイパス流路４１が設けられて、このバイパス流路４１の気液分離器３３側から冷媒ポンプ１１０、加熱器４２、膨張機１２０が配設されて、凝縮器３２に繋がることでランキンサイクル４０が形成されている。

冷媒ポンプ（本発明における主回転機械に対応）１１０は、ランキンサイクル４０内の冷媒（本発明における作動流体に対応し、冷凍サイクル３０内の冷媒と同一）を加熱器４２側へ圧送して循環させるものであり、電動機（本発明における副回転機械に対応）１３０が接続されて、電動冷媒ポンプ（本発明における回転機械に対応）１００を形成している。

尚、ここでは、冷媒ポンプ１１０は、シリンダ内に配設されて公転するロータと、ロータ外周の一点に当接しつつロータの半径方向に摺動してシリンダおよびロータ間の空間を仕切るベーンとを有して、シリンダ、ロータ、ベーン間にポンプ作動室（仕切られた空間）を形成するローリングピストン型のポンプとしている。

電動機１３０は、上記冷媒ポンプ１１０を駆動する回転電機であり、この電動機１３０には、その作動を制御する通電制御回路（本発明における変動手段に対応）５０が設けられている。通電制御回路５０は、インバータ５１と制御機器５２とを有している。

インバータ５１は、電動機１３０を作動させる時に、車両用のバッテリ１１から電動機１３０に供給する電力を制御するものである。また、制御機器５２は、上記インバータ５１の作動を制御すると共に、冷凍サイクル３０およびランキンサイクル４０を作動させる際に電磁クラッチ３１ｂ、ファン３２ａ、後述する発電機１３１等を併せて制御するものである。尚、インバータ５１と電動機１３０との間には、電動機１３０に供給される電力の電流値を検出するための電流センサ５３が設けられている。そして、電流センサ５３で検出された電流信号は、インバータ５１から制御機器５２に入力されるようになっている。

加熱器４２は、上記冷媒ポンプ１１０から圧送される冷媒と、エンジン１０に設けられた温水回路２０内を循環するエンジン冷却水（温水）との間で熱交換することにより、冷媒を加熱する（冷媒を過熱蒸気冷媒とする）熱交換器である。

尚、温水回路２０には、エンジン冷却水を循環させる電動式の水ポンプ２１、エンジン冷却水と外気との間で熱交換してエンジン冷却水を冷却するラジエータ２２、およびエンジン冷却水（温水）を加熱源として空調空気を加熱するヒータコア２３が設けられている。また、ラジエータ２２には、ラジエータバイパス流路２２ａが設けられて、エンジン冷却水の温度に応じて弁部が開閉するサーモスタット２２ｂによって、ラジエータ２２を流通するエンジン冷却水流量が調節されるようになっている。尚、ヒータコア２３は、蒸発器３５と共に空調ケース３０ａ内に配設されており、蒸発器３５とヒータコア２３とによって空調空気は、乗員が設定する設定温度に調整される。

膨張機１２０は、加熱器４２から流出される過熱蒸気冷媒の膨張によって駆動力を発生する流体機械であり、ここでは、固定スクロールと旋回スクロールとを有し、両スクロール間に形成される作動室で過熱蒸気冷媒が膨張して、旋回スクロールが公転旋回するスクロール型のものとしており、この膨張機１２０（旋回スクロール）には、発電機１３１が接続されている。

発電機１３１は、膨張機１２０で発生される駆動力によって駆動されて発電する回転電機であり、上記インバータ５１、制御機器５２によって制御される。即ち、発電機１３１で発電された電力は、インバータ５５１、制御機器５２によってバッテリ１１に充電されるようになっている。

次に、上記構成に基づく電動冷媒ポンプ１００の作動（通電制御回路５０による電動冷媒ポンプ１００の制御）について図２、図３を加えて説明する。

通電制御回路５０の制御機器５２は、エンジン１０の廃熱が充分得られる（エンジン冷却水温度が予め定めた所定温度より高い）場合に、ランキンサイクル４０を作動させて、膨張機１２０によって得られる駆動力で発電機１３１を作動させて、発電によって得られる電力をバッテリ１１に充電する。

具体的には、まず、制御機器５２はインバータ５１からの電力供給により電動機１３０を駆動させて、冷媒ポンプ１１０を作動させる。すると、気液分離器３３から冷媒が吸引され、加熱器４２に圧送され、圧送された冷媒は加熱器４２によって加熱される。

そして、加熱器４２によって加熱された高温高圧の過熱蒸気冷媒が、膨張機１２０の作動室に導入されて膨脹する。過熱蒸気冷媒の膨脹により旋回スクロールが旋回すると、旋回スクロールに接続された発電機１３１が作動され、制御機器５２は発電機１３１によって得られる電力をインバータ５１を介してバッテリ１１に充電する。

そして、膨張機１２０で膨脹を終えて圧力が低下した冷媒は、凝縮器３２→気液分離器３３→バイパス流路４１→冷媒ポンプ１１０→加熱器４２→膨脹機１２０の順に循環することになる（ランキンサイクル４０を循環）。

尚、制御機器５２は、乗員の空調要求がある場合は、電磁クラッチ３１ｂによってプーリ３１ａと圧縮機３１とを接続して、エンジン１０の駆動力によって圧縮機３１を作動させて、冷凍サイクル３０による空調を行う。また、凝縮器３２の凝縮能力調整のために、ファン３２ａの作動回転数を制御する。

ここで、ローリングピストン型の冷媒ポンプ１１０の作動時において、冷媒ポンプ１１０には回転する際の回転位相に応じたポンプ作動室の容積変化があり、回転位相毎に吸入吐出容積が異なる。即ち、冷媒ポンプ１１０を一定の回転速度（図３（ｃ）中の破線）で駆動した場合は、回転位相に応じたポンプ作動室の容積変化が、図３（ａ）中の破線で示すように、そのまま流量（瞬時流量）の変動になる。そして、この流量変動によって圧力脈動が発生する。

本実施形態では、上記流量変動を防止するために、回転位相毎のポンプ作動室の容積変化に応じて回転速度を調整し、流量変動を低減するようにしている。図２は通電制御回路５０（制御機器５２）が行う流量変動低減のための制御フローを示すものである。以下、この制御フローに基づく制御内容について詳細に説明する。

まず、制御機器５２は、ステップＳ１００で冷媒ポンプ１１０を作動させる際の目標回転数を読込む。これは、エンジン冷却水から得られる廃熱量（エンジン冷却水温度とエンジン冷却水循環流量から得られる熱量）から、冷媒ポンプ１１０で加熱器４２側へ圧送すべき冷媒流量を決定し、更にこの冷媒流量を得るための冷媒ポンプ１１０の回転数を算出して、目標回転数として読込むものである。

そして、ステップＳ１１０で目標回転数となるように電動機１３０（冷媒ポンプ１１０）の実際の回転数を調整する。この回転数調整は、電動機１３０に供給する電流値の調整によって行う。

そして、ステップＳ１２０で電流センサ５３から検出される電流値から、電動機１３０に供給される平均電流値を算出し、更にステップＳ１３０で所定時間毎の瞬時電流値を測定する。

そして、ステップＳ１４０で上記瞬時電流値と平均電流値との比較を行い、瞬時電流値が平均電流値よりも大きいと判定すると（（1)の判定）、ステップＳ１５０で供給電流値を下げて電動機１３０（冷媒ポンプ１１０）の回転数を低下させる。両電流値の差が大きいほど、回転数を大きく低下させる。

また、ステップＳ１４０で瞬時電流値が平均電流値と等しいと判定すると（（2)の判定）、ステップＳ１６０で現状の供給電流値を維持して電動機１３０（冷媒ポンプ１１０）の回転数を維持する。

更に、ステップＳ１４０で瞬時電流値が平均電流値よりも小さいと判定すると（（3)の判定）、ステップＳ１７０で供給電流値を上げて電動機１３０（冷媒ポンプ１１０）の回転数を増加させる。両電流値の差が大きいほど、回転数を大きく増加させる。

上記ステップＳ１５０〜ステップＳ１７０では、換言すると電動機１３０の電流値の変動幅を小さくするように制御するものである。

冷媒ポンプ１１０においては、その容積変化（流量）が大きい瞬間は、図３（ｂ）中の破線で示すように、冷媒ポンプ１１０の作動トルク（電動機１３０における必要駆動トルク）が大きくなる。そして、電動機１３０は、駆動トルクが大きいほど電流がより多く流れる。よって、上記のように瞬時電流値が平均電流値より大きい場合は、電動機１３０の回転数を低下させることで（図３（ｃ）のオ）、つまり供給電流値を下げることで、駆動トルク（＝冷媒ポンプ１１０の作動トルク）を低下させて（図３（ｂ）のウ）、冷媒ポンプ１１０の流量を低下させることができる（図３（ａ）のア）。逆に、瞬時電流値が平均電流値より小さい場合は、電動機１３０回転数を増加させることで（図３（ｃ）のカ）、つまり供給電流値を上げることで、駆動トルク（＝冷媒ポンプ１１０の作動トルク）を増加させて（図３（ｂ）のエ）、冷媒ポンプ１１０の流量を増加させることができる（図３（ａ）のイ）。総じて、冷媒ポンプ１１０の回転位相に対する流量変動を低減することができる（流量を平均化することができる）ので、流量変動に伴う脈動を低減して騒音の上昇を防ぐことができる。ここでは、特許文献１で説明したような脈動防止機構（脈動減衰室）を不要とすることができるので、簡便で安価な方法として対応が可能である。

また、上記制御においては、冷媒ポンプ１１０の作動トルク（電動機１３０の駆動トルク）を電動機１３０の電流値を用いて把握するようにしているので、通常、電動機１３０の作動を制御する際に用いられる電流値をそのまま用いて、冷媒ポンプ１１０の流量変動低減に活用できる。

（第２実施形態）
本発明における第２実施形態を図４〜図８に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、電動機１３０を廃止して、冷媒ポンプ１１０に膨張機１２０と電動発電機１３０Ａとを一体的に接続した冷媒ポンプ一体型膨張発電機１００Ａを形成して、この冷媒ポンプ一体型膨張発電機１００Ａを回転機械としている。

具体的には、図４、図５に示すように、冷媒ポンプ１１０、電動発電機１３０Ａ、膨張機１２０の順に各機器１１０、１３０Ａ、１２０を直列に配設して、冷媒ポンプ１１０のポンプ軸１１２と、電動発電機１３０Ａの電動発電機軸１３４と、膨張機１２０の膨張機軸１２４とを同一軸線上で接続して、冷媒ポンプ一体型膨張発電機１００Ａとしている。一体的に接続される各軸１１２、１３４、１２４は、シャフト１４０となっている。尚、各機器１１０、１３０Ａ、１２０の並び順は、上記と異なる並び順となっても良い。

そして、冷媒ポンプ１１０と膨張機１２０との回転作動時の各回転位相における位置関係は、以下のように関係付けられてシャフト１４０によって接続されるようにしている。即ち、図６に示すように、冷媒ポンプ１１０においては、シャフト１４０の一回転において、回転位相で９０°毎に見た時に、吸入開始吐出完了（図６（ａ））→吸入１吐出１（図６（ｂ））→吸入２吐出２（図６（ｃ））→吸入３吐出３（図６（ｄ））→吐出完了吸入開始（図６（ａ））を繰返す。各回転位相における冷媒ポンプ１１０の瞬時流量（作動トルク）は、図８（ｂ）に示すように、大小となる変動を繰返す形となる。

また、図７に示すように、膨張機１２０においては、シャフト１４０の一回転において、回転位相で９０°毎に見た時に、中心部で吸入開始、作動室Ｖ１、Ｖ２で膨張開始、外周部で吐出開始（図７（ａ））、→中心部で吸入、作動室Ｖ１、Ｖ２で膨張、外周部で吐出（図７（ｂ））→中心部で吸入進行、作動室Ｖ１、Ｖ２で膨張進行、外周部で吐出進行（図７（ｃ））→中心部で吸入完了、作動室Ｖ１、Ｖ２で膨張完了、外周部で吐出完了（図７（ｄ））を繰返す。各回転位相における膨張機１２０の膨張機トルクは、図８（ａ）に示すように、大小となる変動を繰返す形となる。

冷媒ポンプ１１０と膨張機１２０とは、図６（ａ）と図７（ａ）、図６（ｂ）と図７（ｂ）といったように、（ａ）〜（ｄ）での各回転位相がそれぞれ一致するようにシャフト１４０によって接続されている。即ち、膨張機１２０の膨張機トルクが大きくなる回転位相と冷媒ポンプ１１０の瞬時流量（作動トルク）が小さくなる回転位相とが一致し、膨張機１２０の膨張機トルクが小さくなる回転位相と冷媒ポンプ１１０の瞬時流量（作動トルク）が大きくなる回転位相とが一致するようにしている（図８の（ａ）と（ｂ）との関係）。

第２実施形態では、冷媒ポンプ１１０が上記第１実施形態と同様に主回転機械であって、膨張機１２０が副回転機械に対応し、シャフト１４０は、変動手段および接続手段に対応している。

尚、電動発電機１３０Ａは、電動機と発電機との両機能を有する回転電機であって、通電制御回路５０によって制御されるようになっている。電動発電機１３０Ａとインバータ５１との間には、両者１３０Ａ、５１間を流れる電流値を検出するための電流センサ５３ａが設けられている。そして、電流センサ５３ａで検出された電流信号は、インバータ５１から制御機器５２に入力されるようになっている。

上記構成に基づく本第２実施形態では、ランキンサイクル４０の起動時において、インバータ５１によって電動発電機１３０Ａにバッテリ１１から電力が供給され、電動発電機１３０Ａは電動機として作動され、冷媒ポンプ１１０、膨張機１２０を駆動させる。また、ランキンサイクル４０が作動して膨張機１２０で駆動力が発生されると、この駆動力によって冷媒ポンプ１１０が駆動されることになるが、膨張機１２０の駆動力が冷媒ポンプ１１０駆動のための駆動力を超えると、電動発電機１３０Ａは発電機として作動されることになり、発電された電力がインバータ５１によってバッテリ１１に充電される。

上記膨張機１２０による冷媒ポンプ１１０の作動時において、膨張機トルクが平均トルクより大きい回転位相において（図８（ａ）のキ）、電動発電機１３０Ａは加速しようとする。この時、回転数フィードバック制御によって厳密に一定速度を維持させずに、多少の変動を許容するように比例定数を調整すれば、電動発電機１３０Ａの回転速度が上がり、これに伴って冷媒ポンプ１１０の回転速度も上がるため（図８（ｃ）のケ）、流量を増加させることができる（図８（ｄ）のサ）。逆に、膨張機トルクが平均トルクより小さい回転位相においては（図８（ａ）のク）、電動発電機１３０Ａの回転速度が下がり、これに伴って冷媒ポンプ１１０の回転速度も下がるため（図８（ｃ）のコ）、流量を減少させることができる（図８（ｄ）のシ）。

よって、冷媒ポンプ１１０の回転位相に対する流量変動を低減することができる（流量を平均化することができる）ので、流量変動に伴う脈動を低減して騒音の上昇を防ぐことができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図９、図１０に示す。第３実施形態は、上記第２実施形態に対して、電動発電機１３０Ａの発電電流を制御することで、更に冷媒ポンプ１１０の脈動を低減するようにしたものである。

ここでは、冷媒ポンプ１１０によって吸入あるいは吐出される冷媒の圧力変動を把握するための圧力センサ５４を設けている。具体的には、冷媒ポンプ１１０の吐出側に圧力センサ５４を設けて、吐出側圧力を検出するようにしている。圧力センサ５４で検出された圧力信号は、制御機器５２に入力されるようにしている。

本第３実施形態では、上記第２実施形態での冷媒ポンプ１１０と膨張機１２０との回転位相を考慮したシャフト１４０による接続によっても、まだ冷媒ポンプ１１０に脈動が残る場合に、通電制御回路５０は以下の制御を実行する。

即ち、制御機器５２は、圧力センサ５４から検出される圧力値から、冷媒ポンプ１１０の吐出側における平均圧力値を算出し、更に所定時間毎の瞬時圧力値を測定する。

そして、上記瞬時圧力値と平均圧力値とを比較し、瞬時圧力値が平均圧力値よりも小さい場合に、電動発電機１３０Ａの発電電流値を下げて（図１０（ｃ）のソ）、電動発電機１３０Ａの発電機トルクを低下させる（図１０（ｂ）のス）。

ここで、膨張機１２０の膨張機トルクをＴｅｘ、電動発電機１３０Ａの発電機トルクをＴｍｇ、冷媒ポンプ１１０のポンプトルクをＴｐとすると、
Ｔｅｘ＝Ｔｍｇ＋Ｔｐ
であることから、上記によって発電機トルクＴｍｇが低下されるとポンプトルクＴｐが増加され、冷媒ポンプ１１０の流量を増加させることができる（図１０（ｄ）のチ）。

逆に、上記瞬時圧力値と平均圧力値とを比較し、瞬時圧力値が平均圧力値よりも大きい場合に、電動発電機１３０Ａの発電電流値を上げて（図１０（ｃ）のタ）、電動発電機１３０Ａの発電機トルクを増加させる（図１０（ｂ）のセ）。すると、ポンプトルクＴｐが低下され、冷媒ポンプ１１０の流量を低下させることができる（図１０（ｄ）のツ）。

よって、冷媒ポンプ１１０の回転位相に対する流量変動を更に低減することができる。

（その他の実施形態）
上記各実施形態では、冷媒ポンプ１１０を有する回転機械としてランキンサイクル４０内の冷媒を圧送するものとして説明したが、これに限らず、ブラインシステムや、蓄熱空調システム等の作動流体を圧送するものに適用しても良い。

また、第２、第３実施形態においては、冷媒ポンプ１１０としてローリングピストン型のもの、膨張機１２０としてスクロール型のものとして説明したが、これに限らず、一回転当りのトルク変動回数が共に一致するものであれば、他の型式のものとしても良い。

第１実施形態における電動冷媒ポンプが使用されるシステム全体を示す模式図である。 第１実施形態における通電制御回路が実行する制御フローチャートである。 第１実施形態における（ａ）は回転位相に対する冷媒ポンプの瞬時流量を示すグラフ、（ｂ）は時間に対する冷媒ポンプの作動トルクを示すグラフ、（ｃ）は時間に対する電動機の回転速度を示すグラフである。 第２実施形態における冷媒ポンプ一体型膨張発電機が使用されるシステム全体を示す模式図である。 第２実施形態における冷媒ポンプ一体型膨張発電機を示す断面図である。 図５における冷媒ポンプの各回転位相における作動状態を示す断面図である。 図５における膨張機の各回転位相における作動状態を示す断面図である。 第２実施形態における（ａ）は回転位相に対する膨張機トルクを示すグラフ、（ｂ）は回転位相に対する冷媒ポンプ瞬時流量を示すグラフ、（ｃ）は時間に対する冷媒ポンプの回転速度を示すグラフ、（ｄ）は回転位相に対する冷媒ポンプ瞬時流量の変動低減を示すグラフである。 第３実施形態における冷媒ポンプ一体型膨張発電機が使用されるシステム全体を示す模式図である。 第３実施形態における（ａ）は回転位相に対する膨張機トルクを示すグラフ、（ｂ）は時間に対する電動発電機トルクを示すグラフ、（ｃ）は時間に対する電動発電機発電電流を示すグラフ、（ｄ）は回転位相に対する冷媒ポンプ瞬時流量の変動低減を示すグラフである。

符号の説明

４０ ランキンサイクル
５０ 通電制御回路（変動手段）
１００ 電動冷媒ポンプ（回転機械）
１１０ 冷媒ポンプ（主回転機械）
１２０ 膨張機（副回転機械）
１３０ 電動機（副回転機械、回転電機）
１３０Ａ 電動発電機（回転電機）
１４０ シャフト（変動手段、接続手段）

Claims (9)

1. 作動流体を圧送する容積型の主回転機械（１１０）と、
   前記主回転機械（１１０）の駆動源として作動して、前記主回転機械（１１０）と共に回転する副回転機械（１３０、１２０）と、
   前記主回転機械（１１０）の作動トルク変動に対抗するように、前記副回転機械（１３０、１２０）の駆動トルクを変動させる変動手段（５０、１４０）とを備えることを特徴とする回転機械。
2. 前記変動手段（５０、１４０）は、前記作動トルクが所定値より大きい時に、前記駆動トルクを減少させ、前記作動トルクが所定値より小さい時に、前記駆動トルクを増加させることを特徴とする請求項１に記載の回転機械。
3. 前記副回転機械（１３０、１２０）は、回転電機（１３０）であり、
   前記変動手段（５０、１４０）は、前記副回転機械（１３０）の駆動トルクを制御する通電制御回路（５０）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転機械。
4. 前記通電制御回路（５０）は、前記駆動トルクを、前記副回転機械（１３０）の電流値をもとに制御することを特徴とする請求項３に記載の回転機械。
5. 前記通電制御回路（５０）は、前記電流値の変動を小さくするように制御することを特徴とする請求項４に記載の回転機械。
6. 前記副回転機械（１３０、１２０）は、容積型の回転機械（１２０）であり、
   前記変動手段（５０、１４０）は、回転位相における前記主回転機械（１１０）の作動トルクの大小と、前記副回転機械（１２０）の駆動トルクの大小とをずらすように、前記主回転機械（１１０）と前記副回転機械（１２０）とを接続する接続部材（１４０）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転機械。
7. 前記主回転機械（１１０）に接続されて、通電制御回路（５０）によって制御される回転電機（１３０Ａ）を有し、
   前記通電制御回路（５０）は、前記主回転機械（１１０）の作動トルク変動に対抗するように、前記回転電機（１３０Ａ）のトルクを変動させることを特徴とする請求項６に記載の回転機械。
8. 前記副回転機械（１２０）は、過熱蒸気の膨張によって作動されて駆動力を発生する膨張機（１２０）であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の回転機械。
9. 前記主回転機械（１１０）は、ランキンサイクル（４０）内の前記作動流体を圧送するポンプ（１１０）であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載の回転機械。

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