JP2016061237A - 廃熱発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】グリスを適切に供給することが可能となる。【解決手段】廃熱発電装置１００は、作動媒体が循環する循環経路上に設けられ、低温熱源により蒸気にされた該作動媒体で回転されるインペラ１３０と、インペラ１３０と一体回転するシャフト１３２と、シャフト１３２の回転により発電する発電機１３４と、シャフト１３２を回転自在に支持する軸受１３８と、循環経路の一部を構成するとともにインペラ１３０、シャフト１３２、発電機１３４および軸受１３８が収納されるケーシング１４０と、軸受１３８にグリスを供給するグリス供給装置１１０と、グリス供給装置１１０を密閉する密閉容器１１０ａと、グリス供給装置１１０から軸受１３８にグリスを供給するためのグリス供給路と、ケーシング１４０に連通され、循環経路を真空引きする真空ポンプ１１４と、ケーシング１４０と密閉容器１１０ａとを連通させる連通管１１６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、廃熱エネルギーを用いて発電を行う廃熱発電装置に関する。

従来、工場や焼却施設等で放出される廃熱エネルギーを回収して発電が行われる廃熱発電装置が開発されている。例えば、特許文献１には、廃熱エネルギーにより作動媒体を蒸発させる蒸発器と、蒸発器で蒸発した作動媒体（蒸気）により発電機を発電させるタービン発電機と、タービン発電機から排出された作動媒体（蒸気）を凝縮する凝縮器と、凝縮器で凝縮された作動媒体（凝縮液）を蒸発器に送出するポンプとを備えた廃熱発電装置が提案されている。

タービン発電機は、作動媒体（蒸気）により回転されるインペラと、インペラに固定されて一体回転するシャフトと、シャフトに接続された発電機と、シャフトを回転自在に支持する軸受と、インペラ、シャフト、発電機、軸受が内部に収容されるケーシングとを含んで構成される。そして、軸受には、廃熱発電装置の作動中に、外部に設けられたグリス供給装置からグリス供給路を介してグリスが供給され、円滑な回転が維持されている。

特許第５４４７６７７号公報

ところで、上記の廃熱発電装置では、作動媒体が循環する循環経路に作動媒体を封入する際、循環経路内の空気を取り除くため真空ポンプにより真空引きが行われる。このとき、グリス供給路にグリスが充填されていると、グリスがケーシング内に引き込まれてしまい、その後の廃熱発電装置の作動中に、軸受にグリスが適切に供給されないおそれがある。

そこで本発明は、このような課題に鑑み、軸受にグリスを適切に供給することが可能な廃熱発電装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の廃熱発電装置は、作動媒体の循環経路と、循環経路に設けられ、ケーシング内に軸受を収容するタービン発電機と、循環経路またはケーシングと連通する真空ポンプと、軸受と接続されたグリス供給路と、グリス供給路と接続され、密閉容器に収納されたグリス供給装置と、循環経路またはケーシングの圧力と密閉容器の圧力の調整を行う調整手段と、を有する。当該調整手段によって、循環経路またはケーシングの圧力と密閉容器の圧力が調整されるため、グリスがケーシング内に引き込まれることを抑制することができ、上記課題が解決される。

また、調整手段は、循環経路またはケーシングと密閉容器を接続する連通管であるとよい。

また、真空ポンプは第１の真空ポンプであり、調整手段は、密閉容器に連通する第２の真空ポンプであるとよい。

また、調整手段は、循環経路またはケーシングの圧力と、密閉容器の圧力とが略等しくなるように調整を行うとよい。

また、調整手段は、グリス供給路の両端に圧力差が発生しないように、調整を行うとよい。

また、別の観点から本発明の廃熱発電装置は、作動媒体が循環する循環経路上に設けられ、循環経路上に設けられた蒸発器で外部から供給される熱源により蒸気にされた作動媒体で回転されるインペラと、インペラと一体回転するシャフトと、シャフトの回転により発電する発電機と、シャフトを回転自在に支持する軸受と、循環経路の一部を構成するとともにインペラ、シャフト、発電機および軸受が収納されるケーシングと、軸受にグリスを供給するグリス供給装置と、グリス供給装置の少なくともグリスを供給する部位を密閉する密閉容器と、グリス供給装置から軸受にグリスを供給するためのグリス供給路と、循環経路またはケーシングに連通され、循環経路に作動媒体が封入される前に、循環経路を真空引きする真空ポンプと、循環経路またはケーシングと、密閉容器とを連通させる連通管とを備える。

また、さらに別の観点から本発明の廃熱発電装置は、作動媒体が循環する循環経路上に設けられ、循環経路上に設けられた蒸発器で外部から供給される熱源により蒸気にされた作動媒体で回転されるインペラと、インペラと一体回転するシャフトと、シャフトの回転により発電する発電機と、シャフトを回転自在に支持する軸受と、循環経路の一部を構成するとともにインペラ、シャフト、発電機および軸受が収納されるケーシングと、軸受にグリスを供給するグリス供給装置と、グリス供給装置の少なくともグリスを供給する部位を密閉する密閉容器と、グリス供給装置から軸受にグリスを供給するためのグリス供給路と、循環経路またはケーシングに連通され、循環経路に作動媒体が封入される前に、循環経路を真空引きする第１の真空ポンプと、密閉容器に連通され、第１の真空ポンプにより循環経路が真空引きされる際に、循環経路の圧力に対して密閉容器内の圧力を所定の圧力差内に維持した状態で、密閉容器内を真空引きする第２の真空ポンプとを備える。

本発明によれば、循環経路またはケーシングの圧力と密閉容器の圧力が調整されるため、グリスがケーシング内に引き込まれることを抑制することができ、軸受にグリスを適切に供給することが可能となる。

第１の実施形態における廃熱発電装置の全体構成を示す概略図である。 タービン発電機およびグリス供給装置の構成を示す説明図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面を示した図である。 従来の廃熱発電装置を示す説明図である。 第１の実施形態におけるグリス供給方法のフローチャートである。 第１の実施形態におけるグリス供給方法を説明する図である。 第２の実施形態における廃熱発電装置の全体構成を示す概略図である。 第２の実施形態におけるグリス供給方法のフローチャートである。 第２の実施形態におけるグリス供給方法を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

<第１の実施形態>
図１は、第１の実施形態における廃熱発電装置１００の全体構成を示す概略図である。図１に示すように、廃熱発電装置１００は、蒸発器１０２、タービン発電機１０４、凝縮器１０６、ポンプ１０８、グリス供給装置１１０、流路１１２（１１２a〜１１２ｄ）、真空ポンプ１１４、連通管１１６を含んで構成される。廃熱発電装置１００は、ランキンサイクルを利用し、工場や焼却施設等から放出される約３００℃以下の温水（低温廃熱）を用いて発電を行う。

廃熱発電装置１００では、蒸発器１０２、タービン発電機１０４、凝縮器１０６、ポンプ１０８が流路１１２を介して連通されている。具体的には、蒸発器１０２とタービン発電機１０４とが流路１１２ａを介して連通され、タービン発電機１０４と凝縮器１０６とが流路１１２ｂを介して連通され、凝縮器１０６とポンプ１０８とが流路１１２ｃを介して連通され、ポンプ１０８と蒸発器１０２とが流路１１２ｄを介して連通されている。そして、廃熱発電装置１００では、流路１１２を介して、蒸発器１０２、タービン発電機１０４、凝縮器１０６およびポンプ１０８の順に作動媒体が循環する。

ここで、廃熱発電装置１００で用いられる作動媒体は、沸点（大気圧条件下における沸点）が９０℃以下の媒体を用い、かつ、詳しくは後述する循環経路の圧力が最大で１ＭＰａ（Ｇ）（ゲージ圧で１ＭＰａ）以下であることが望ましい。例えば、作動媒体は、ハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、フルオロカーボン、フルオロケトン、パーフルオロポリエーテル等を適応することができる。

蒸発器１０２は、熱源流路１２０が内部に配されており、工場等の外部から放出される温水（低温廃熱）が熱源流路１２０に流入（供給）される。そして、蒸発器１０２では、熱源流路１２０を流れる温水により、作動媒体（凝縮液）が蒸発する。蒸発した作動媒体（蒸気）は、流路１１２ａに排出され、流路１１２ａを介してタービン発電機１０４に導入される。

タービン発電機１０４は、各部がケーシング１４０内に収容、密閉され、蒸発器１０２で蒸発し、流路１１２ａを介して導入された作動媒体（蒸気）によりインペラ１３０が回転され、インペラ１３０にシャフト１３２を介して接続された発電機１３４により発電を行う。インペラ１３０を回転させた作動媒体（蒸気）は、流路１１２ｂに排出され、流路１１２ｂを介して凝縮器１０６に導入される。なお、タービン発電機１０４の詳細な構成については後述する。

凝縮器１０６は、冷却水が流入される冷水源流路１２２が内部に配されており、流路１１２ｂを介して導入された作動媒体（蒸気）を、冷水源流路１２２を流れる冷水により冷却して凝縮させる。凝縮器１０６で凝縮した作動媒体（凝縮液）は、流路１１２ｃに排出され、流路１１２ｃを介してポンプ１０８に導入される。

ポンプ１０８は、凝縮器１０６で凝縮し、流路１１２ｃを介して導入された作動媒体（凝縮液）を加圧し、流路１１２ｄを介して蒸発器１０２に向けて送出する。

グリス供給装置１１０は、密閉容器１１０ａ内に収納され、タービン発電機１０４に設けられている軸受１３６、１３８にグリスを供給する。

真空ポンプ１１４は、ケーシング１４０と連通され、詳しくは後述するように、廃熱発電装置１００の作動前に、蒸発器１０２、タービン発電機１０４、凝縮器１０６、ポンプ１０８および流路１１２内を真空引きする。連通管１１６は、密閉容器１１０ａとケーシング１４０とを連通する管であり、密閉容器１１０ａとケーシング１４０とが一体となって密閉される。ここで、連通管１１６は、本発明の調整手段の一例である。調整手段は、後述の第２の実施形態で説明される真空ポンプ５０２であってもよく、一般的には、循環経路２０４またはケーシング１４０の圧力と密閉容器１１０aの圧力の調整を行うものであれば、その他の例も含む。

このように、廃熱発電装置１００では、ポンプ１０８によって作動媒体が蒸発器１０２に送出され、蒸発器１０２に導入される温水（低温廃熱）の廃熱エネルギーによって作動媒体（凝縮液）が沸騰蒸発する。蒸発器１０２で蒸発した作動媒体（蒸気）は、タービン発電機１０４に供給されてタービン発電機１０４のインペラ１３０を回転駆動し、タービン発電機１０４の発電機１３４で発電が行われる。タービン発電機１０４を介した作動媒体（蒸気）は、凝縮器１０６で冷却水によって冷却されることにより凝縮する。凝縮器１０６によって凝縮された作動媒体（凝縮液）は、ポンプ１０８によって加圧されて再び蒸発器１０２に向けて送出される。このように、廃熱発電装置１００では、作動媒体の蒸発および凝縮が繰り返され、ランキンサイクルにより、低温廃熱の廃熱エネルギーを用いた発電が行われる。

図２は、タービン発電機１０４およびグリス供給装置１１０の構成を示す説明図である。なお、図２では、タービン発電機１０４およびグリス供給装置１１０を側断面図で図示している。

図２に示すように、タービン発電機１０４は、インペラ１３０、シャフト１３２、発電機１３４、軸受１３６、１３８、ケーシング１４０、コネクタ１４２、予圧バネ１４４を含んで構成される。インペラ１３０は、蒸発器１０２で蒸発した作動媒体（蒸気）により回転駆動される回転翼である。具体的には、インペラ１３０は、径方向外側から供給される作動媒体（蒸気）により回転駆動され、回転軸方向の一方側から膨張した作動媒体（蒸気）を排出する。

シャフト１３２は、インペラ１３０の回転軸方向に延在して設けられており、一端部にはインペラ１３０がネジ止め等で固定されており、インペラ１３０と一体回転する。

発電機１３４は、シャフト１３２の外周面に沿って配列された複数の永久磁石を有してシャフト１３２に固定されたロータ１３４ａと、ロータ１３４ａの外周面に対向するように配列された複数のコイルを有してケーシング１４０に固定されたステータ１３４ｂとにより構成される。発電機１３４は、インペラ１３０の回転駆動力によりロータ１３４ａが回転され、ロータ１３４ａとステータ１３４ｂとの回転方向の相対的な位置が変化することで発電が行われる。

軸受１３６、１３８は、ケーシング１４０内に設置されており、シャフト１３２を回転自在に支持する。軸受１３６、１３８は、転がり軸受であり、例えば、アンギュラ玉軸受が適応される。なお、軸受１３６、１３８は、アンギュラ玉軸受に限らず、深溝玉軸受、円錐ころ軸受等のラジアル荷重およびスラスト荷重が支持できる軸受を適応してもよい。

軸受１３６は、インペラ１３０が固定されたシャフト１３２の一端部側を支持しており、軸受１３８は、シャフト１３２の他端部側を支持している。軸受１３６、１３８には、グリス供給装置１１０から、円滑な回転を維持するためのグリスがそれぞれ供給される。

ケーシング１４０は、インペラ１３０、シャフト１３２、発電機１３４、軸受１３６、１３８を収容する。ケーシング１４０は、スクロールケーシング１５０、ケーシング本体１５２、軸受支持部１５４、１５６を含んで構成される。

スクロールケーシング１５０は、吸入口１５０ａ、スクロール室１５０ｂ、ノズル１５０ｃおよび排出口１５０ｄが形成されており、インペラ１３０の一方側を囲むように設けられる。吸入口１５０ａは、流路１１２ａに連通され、蒸発器１０２で蒸発しインペラ１３０を回転駆動する作動媒体（蒸気）が導入される。スクロール室１５０ｂは、インペラ１３０を囲んで環状に形成されており、一端が吸入口１５０ａに連通され、他端がノズル１５０ｃに連通される。ノズル１５０ｃは、インペラ１３０を囲んで環状に形成されており、スクロール室１５０ｂを介して作動媒体（蒸気）が導入される。排出口１５０ｄは、流路１１２ｃに連通され、インペラ１３０を回転駆動した後の膨張した作動媒体（蒸気）が流路１１２ｃに排出される。

ケーシング本体１５２には、略円筒形状に形成され、発電機１３４およびシャフト１３２が収容されている。また、ケーシング本体１５２には、タービン発電機１０４で発電された電力を外部に取り出すためのコネクタ１４２が形成されている。タービン発電機１０４の外部からコネクタ１４２にケーブル（図示せず）が接続されることにより、発電機１３４で発電された電力がケーブルを介して外部に取り出される。なお、コネクタ１４２と発電機１３４のステータ１３４ｂに設けられたコイルとは、所定の配線によって電気的に接続されている。

軸受支持部１５４は、一側面にスクロールケーシング１５０が締結ボルト等を用いて着脱自在に取り付けられ、他側面にケーシング本体１５２が締結ボルト等を用いて着脱自在に取り付けられる。軸受支持部１５４の中央部には、軸受１３６が設置されており、シャフト１３２は、軸受支持部１５４を貫通した状態で軸受１３６に回転自在に支持されている。

軸受支持部１５６は、有底の円筒状に形成され、ケーシング本体１５２の軸受支持部１５４が取り付けられる側とは反対側に、円筒部１５６ａがケーシング本体１５２内に配設されるように、その底部１５６ｂが締結ボルト等を用いて着脱自在に取り付けられる。軸受支持部１５６の円筒部１５６ａ内における空間の開口部には、軸受１３８が配置されており、シャフト１３２は、その一部が空間に介挿された状態で軸受１３８に回転自在に支持されている。

軸受支持部１５６の空間内には、軸受１３８を軸受１３６側に向かって付勢する予圧バネ１４４が設けられている。なお、軸受１３８はシャフト１３２を介して軸受１３６と連結されているため、予圧バネ１４４の付勢力は軸受１３８だけでなく軸受１３６にも伝わり、軸受１３６、１３８の双方に対して回転軸方向の付勢力が加えられる。上記したように、軸受１３６、１３８はアンギュラ玉軸受であることから、回転軸方向に適切な付勢力が加えられることで、転動体（玉）が適切な位置に保持され、回転に伴う振動や騒音等が低減される。

ここで、軸受支持部１５４、１５６には、円滑な回転を可能にするグリスを軸受１３６、１３８に供給するグリス流路１６０、１６２がそれぞれ形成されている。グリス流路１６０は、一端が軸受支持部１５４の中央部に配置された軸受１３６の上方に配設され、他端が軸受支持部１５４の外周上に設けられたグリス供給口１６４に連通するようにＬ字形に形成されている。グリス流路１６２は、一端が軸受支持部１５６の円筒部１５６ａ内に配置された軸受１３８の外周近傍に配設され、他端が軸受支持部１５６の底部１５６ｂに設けられたグリス供給口１６６に連通するように形成されている。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面を示した図である。図３に示すように、軸受支持部１５６には、軸受１３８を囲むように環状流路１６８が形成されている。グリス流路１６２は、一端が環状流路１６８に連通し、他端がグリス供給口１６６に連通している。これにより、グリス供給口１６６からグリス流路１６２を介して供給されたグリスが、環状流路１６８を介して軸受１３８の径方向外側の全周に亘って供給される。

また、軸受１３８の外輪には、径方向に向けて貫通する複数の貫通孔１３８ａが形成されている。よって、環状流路１６８内のグリスが、複数の貫通孔１３８ａを介して軸受１３８の内部に供給され、転動体（玉）の円滑な転動を維持することが可能となる。

図２に戻って説明すると、グリス供給装置１１０は、ケーシング１４０の外部に設置され、軸受１３６、１３８にグリスを供給する。このグリス供給装置１１０は、一対のシリンジ１７０、ピストン１７２、コンロッド１７４、駆動装置１７６を含んで構成され、これらが密閉容器１１０ａ内に収容、密閉されている。

一対のシリンジ１７０には、それぞれ第１供給管１８０および第２供給管１８２が接続されている。第１供給管１８０は、一方のシリンジ１７０と軸受支持部１５４のグリス供給口１６４とが連結されている。また、第２供給管１８２は、他方のシリンジ１７０と軸受支持部１５６のグリス供給口１６６とが連結されている。

また、第１供給管１８０のシリンジ１７０側の一端部にはバルブ１８４が設けられ、バルブ１８４が開閉されることにより、第１供給管１８０内の流路が開放および閉鎖される。第２供給管１８２のシリンジ１７０側の一端部にはバルブ１８６が設けられ、バルブ１８６が開閉されることにより、第２供給管１８２内の流路が開放および閉鎖される。なお、バルブ１８４、１８６は、バルブ開閉装置（図示せず）または手動により開閉される。なお、駆動装置１７６は、軸受１３６、１３８にグリスを連続的に供給するように駆動してもよい。

シリンジ１７０内には、グリスが充填されており、駆動装置１７６が駆動することにより、コンロッド１７４を介してピストン１７２が駆動装置１７６とは反対側に移動される。そうすると、シリンジ１７０内のグリスが加圧され、第１供給管１８０、第２供給管１８２を介して軸受１３６、１３８にグリスが供給される。駆動装置１７６は、所定間隔毎に、予め設定された一定量を軸受１３６、１３８に供給するように駆動される。なお、ピストン１７２は、コンロッド１７４とは相対的に移動可能にシリンジ１７０内に配置されており、駆動装置１７６の駆動によりコンロッド１７４がピストン１７２側に移動して当接した後、さらにコンロッド１７４が移動すると、コンロッド１７４の移動に伴って移動する。

次に、主に、廃熱発電装置１００の作動前に、循環経路に作動媒体が封入される際のグリス供給方法について説明する。

以下では、グリス供給装置１１０から軸受１３６にグリスを供給するための流路であるグリス流路１６０、グリス供給口１６４および第１供給管１８０をまとめてグリス供給路２００ともよぶ。また、グリス供給装置１１０から軸受１３８にグリスを供給するための流路であるグリス流路１６２、グリス供給口１６６、環状流路１６８および第２供給管１８２をまとめてグリス供給路２０２ともよぶ。また、蒸発器１０２、タービン発電機１０４、凝縮器１０６、ポンプ１０８および流路１１２のうち、作動媒体が循環する流路を循環経路ともよぶ。また、グリス供給路２０２側についてのグリス供給方法について説明し、グリス供給路２００側についてはグリス供給路２０２側と同様であるため説明は省略する。

ところで、廃熱発電装置１００では、作動前（発電前）の初期設定時に、循環経路に作動媒体が封入される。廃熱発電装置１００では、循環経路に空気等が混在していると、廃熱発電装置１００の発電効率が低下するため、循環経路に作動媒体が封入される際、一旦、真空ポンプにより循環経路が真空引きされ、循環経路が真空となった状態で、外部から作動媒体が循環経路に注入される。

図４は、従来の廃熱発電装置３００を示す説明図である。図４（ａ）に示すように、従来の廃熱発電装置３００は、第１の実施形態における廃熱発電装置１００と比較して、密閉容器１１０ａおよび連通管１１６が設けられていない。廃熱発電装置３００では、循環経路２０４に作動媒体が封入される際、グリス供給路２０２にグリスＧＲ（図中、ハッチングで示す）が予め充填される。そして、ケーシング１４０に連通された真空ポンプ１１４が作動され、循環経路２０４が真空引きされる。そうすると、図４（ｂ）に示すように、ケーシング１４０内が負圧（真空）になり、グリス供給路２０２内のグリスＧＲがケーシング１４０内に引きこまれ、また、ピストン１７２がバルブ１８６側に移動する。そして、廃熱発電装置３００では、循環経路２０４に作動媒体が封入された後、作動を開始すると、所定間隔毎に一定量ずつグリスＧＲを軸受１３８に供給すべく、駆動装置１７６を駆動させてコンロッド１７４を移動させる。

しかしながら、廃熱発電装置３００では、真空引きの際にピストン１７２がバルブ１８６側に移動すると、ピストン１７２とコンロッド１７４とが離隔してしまい、作動中にグリスＧＲを適切に供給できなくなってしまう。また、廃熱発電装置３００では、真空引きによりケーシング１４０内に引きこまれたグリスＧＲ分だけ、作動中にグリスＧＲを供給することができなくなり、グリスＧＲの供給時間が短くなってしまう。

図５は、第１の実施形態におけるグリス供給方法のフローチャートである。図６は、第１の実施形態におけるグリス供給方法を説明する図である。図５および図６（ａ）に示すように、第１の実施形態におけるグリス供給方法では、廃熱発電装置１００の作動前であって、循環経路２０４に作動媒体が封入される前に、グリス供給装置１１０からグリス供給路２０２にグリスＧＲが充填される（Ｓ４００）。なお、ここでは、グリスガン等によりグリス供給路２０２にグリスＧＲを充填させるようにしてもよい。

その後、図６（ｂ）に示すように、真空ポンプ１１４が作動され、ケーシング１４０および循環経路２０４が真空引きされる（Ｓ４０２）。このとき、廃熱発電装置１００では、ケーシング１４０と密閉容器１１０ａとが連通管１１６により連通されているので、ケーシング１４０および循環経路２０４と、密閉容器１１０ａの圧力がほぼ等しくなる。したがって、廃熱発電装置１００では、真空ポンプ１１４により真空引きされた際に、グリス供給路２０２の両端に圧力差が発生しないので、グリス供給路２０２内のグリスＧＲがケーシング１４０内に引き込まれることがなく、また、ピストン１７２がバルブ１８６側に移動してコンロッド１７４と離隔することもない。すなわち、本実施の形態では、調整手段の一例である連通管１１６が、循環経路２０４またはケーシング１４０の圧力と、密閉容器１１０aの圧力とを調整するため、グリスＧＲがケーシング１４０に引き込まれることを抑止できる。より好ましくは、調整手段が、ケーシング１４０または循環経路２０４の圧力と、密閉容器１１０ａの圧力が略等しくなるように、これらの圧力を調整する。

その後、廃熱発電装置１００では、外部から循環経路２０４に作動媒体が注入される（Ｓ４０４）。ここまでの工程（Ｓ４００〜Ｓ４０４）が廃熱発電装置１００の作動前に行われる。

その後、廃熱発電装置１００の作動が開始されると、グリス供給装置１１０が、所定間隔毎に一定量のグリスＧＲを、グリス供給路２０２を介して軸受１３８に供給する（Ｓ４０６）。

このように、廃熱発電装置１００では、ケーシング１４０と密閉容器１１０ａとを連通管１１６により連通させることで、真空ポンプ１１４により真空引きされても、グリス供給路２０２の両端に圧力差が発生することがない。したがって、従来の廃熱発電装置３００のようにグリスＧＲがケーシング１４０内に引き込まれることがなく、また、ピストン１７２がバルブ１８６側に移動してコンロッド１７４と離隔することもない。これにより、廃熱発電装置１００では、作動中に、グリス供給装置１１０から軸受１３８にグリスＧＲが所定間隔毎に一定量供給されることになるので、グリスＧＲの不足による軸受１３８の発熱、破損を防止することができる。かくして、廃熱発電装置１００では、グリスＧＲを軸受１３８に適切に供給することができる。

<第２の実施形態>
図７は、第２の実施形態における廃熱発電装置５００の全体構成を示す概略図である。図７に示すように、廃熱発電装置５００は、第１の実施形態における廃熱発電装置１００と比較して、連通管１１６の代わりに真空ポンプ５０２が設けられている点で異なるが、その他の構成は実質的に等しく、実質的に等しい構成については同一符号を付し、その説明は省略する。

真空ポンプ５０２は、密閉容器１１０ａに連通されており、駆動することで密閉容器１１０ａを真空引きする。

図８は、第２の実施形態におけるグリス供給方法のフローチャートである。図９は、第２の実施形態におけるグリス供給方法を説明する図である。図８および図９（ａ）に示すように、第２の実施形態におけるグリス供給方法では、廃熱発電装置５００の作動前であって、循環経路２０４に作動媒体が封入される前に、グリス供給装置１１０からグリス供給路２０２にグリスＧＲが充填される（Ｓ６００）。その後、図９（ｂ）に示すように、真空ポンプ１１４、５０２が作動され、ケーシング１４０および循環経路２０４と、密閉容器１１０ａとがそれぞれ真空引きされる（Ｓ６０２）。このとき、真空ポンプ５０２は、グリス供給路２０２の両端に圧力差が発生しないように、循環経路２０４の圧力に対して密閉容器１１０ａの圧力を予め設定された所定の圧力差内に維持した状態で真空引きする。これにより、廃熱発電装置５００では、真空ポンプ１１４、５０２により真空引きされた際に、グリス供給路２０２の両端に所定の圧力差以上の圧力差が発生しないので、グリス供給路２０２内のグリスＧＲがケーシング１４０内に引き込まれることがなく、また、ピストン１７２がバルブ１８６側に移動してコンロッド１７４と離隔することもない。すなわち、本実施の形態では、調整手段の一例である真空ポンプ５０２が、循環経路２０４またはケーシング１４０の圧力と、密閉容器１１０aの圧力とを調整するため、グリスＧＲがケーシング１４０に引き込まれることを抑止できる。より好ましくは、調整手段が、グリス供給路２０２の両端に圧力差が発生しないように循環経路２０４またはケーシング１４０の圧力と、密閉容器１１０aの圧力とを調整する。

その後、廃熱発電装置５００では、外部から循環経路２０４に作動媒体が注入される（Ｓ６０４）。ここまでの工程（Ｓ６００〜Ｓ６０４）が廃熱発電装置５００の作動前に行われる。

その後、廃熱発電装置５００の作動が開始されると、グリス供給装置１１０が、所定間隔毎に一定量のグリスＧＲを、グリス供給路２０２を介して軸受１３８に供給する（Ｓ６０６）。

このように、廃熱発電装置５００では、ケーシング１４０および循環経路２０４を真空引きする真空ポンプ１１４と、密閉容器１１０ａを真空引きする真空ポンプ５０２が設けられる。そして、廃熱発電装置５００では、真空ポンプ１１４、５０２により、グリス供給路２０２の両端に所定の圧力差以上の圧力差が発生しないように、ケーシング１４０および循環経路２０４と、密閉容器１１０ａとが真空引きされる。したがって、従来の廃熱発電装置３００のようにグリスＧＲがケーシング１４０内に引き込まれることがなく、また、ピストン１７２がバルブ１８６側に移動してコンロッド１７４と離隔することもない。これにより、廃熱発電装置５００では、作動中に、グリス供給装置１１０からグリスＧＲが所定間隔毎に一定量供給されることになるので、グリスＧＲの不足による軸受１３８の発熱、破損を防止することができる。かくして、廃熱発電装置５００では、グリスＧＲを軸受１３８に適切に供給することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

なお、上記の実施形態では、密閉容器１１０ａが、グリス供給装置１１０の各部を収容、密閉するようにしたが、密閉容器１１０ａは、少なくとも、グリス供給路２００、２０２にグリスを供給する部位であるシリンジ１７０を収容、密閉すればよい。

また、上記の実施形態では、ケーシング１４０に真空ポンプ１１４が連通されるようにしたが、循環経路２０４に真空ポンプ１１４を連通するようにしてもよい。

また、上記の第１の実施形態では、ケーシング１４０と密閉容器１１０ａとを連通管１１６で連通するようにしたが、循環経路２０４と密閉容器１１０ａとを連通管１１６で連通するようにしてもよい。

本発明は、廃熱エネルギーを用いて発電を行う廃熱発電装置に利用することができる。

１００、５００ 廃熱発電装置
１０２ 蒸発器
１０４ タービン発電機
１１０ グリス供給装置
１１０ａ 密閉容器
１１２ 流路
１１４ 真空ポンプ（第１の真空ポンプ）
１１６ 連通管
１３０ インペラ
１３２ シャフト
１３４ 発電機
１３６、１３８ 軸受
１４０ ケーシング
２００、２０２ グリス供給路
２０４ 循環経路
５０２ 真空ポンプ（第２の真空ポンプ）

Claims (7)

1. 作動媒体の循環経路と、
   前記循環経路に設けられ、ケーシング内に軸受を収容するタービン発電機と、
   前記循環経路または前記ケーシングと連通する真空ポンプと、
   前記軸受と接続されたグリス供給路と、
   前記グリス供給路と接続され、密閉容器に収納されたグリス供給装置と、
   前記循環経路または前記ケーシングの圧力と前記密閉容器の圧力の調整を行う調整手段と、
   を有する廃熱発電装置。
2. 前記調整手段は、前記循環経路または前記ケーシングと前記密閉容器を接続する連通管である、請求項１に記載の廃熱発電装置。
3. 前記真空ポンプは第１の真空ポンプであり、
   前記調整手段は、前記密閉容器に連通する第２の真空ポンプである、請求項１に記載の廃熱発電装置。
4. 前記調整手段は、前記循環経路または前記ケーシングの圧力と、前記密閉容器の圧力とが略等しくなるように前記調整を行う、請求項１に記載の廃熱発電装置。
5. 前記調整手段は、前記グリス供給路の両端に圧力差が発生しないように、前記調整を行う、請求項１に記載の廃熱発電装置。
6. 作動媒体が循環する循環経路上に設けられ、該循環経路上に設けられた蒸発器で外部から供給される熱源により蒸気にされた該作動媒体で回転されるインペラと、
   前記インペラと一体回転するシャフトと、
   前記シャフトの回転により発電する発電機と、
   前記シャフトを回転自在に支持する軸受と、
   前記循環経路の一部を構成するとともに前記インペラ、前記シャフト、前記発電機および前記軸受が収納されるケーシングと、
   前記軸受にグリスを供給するグリス供給装置と、
   前記グリス供給装置の少なくともグリスを供給する部位を密閉する密閉容器と、
   前記グリス供給装置から前記軸受にグリスを供給するためのグリス供給路と、
   前記循環経路または前記ケーシングに連通され、前記循環経路に前記作動媒体が封入される前に、該循環経路を真空引きする真空ポンプと、
   前記循環経路または前記ケーシングと、前記密閉容器とを連通させる連通管と
   を有する廃熱発電装置。
7. 作動媒体が循環する循環経路上に設けられ、該循環経路上に設けられた蒸発器で外部から供給される熱源により蒸気にされた該作動媒体で回転されるインペラと、
   前記インペラと一体回転するシャフトと、
   前記シャフトの回転により発電する発電機と、
   前記シャフトを回転自在に支持する軸受と、
   前記循環経路の一部を構成するとともに前記インペラ、前記シャフト、前記発電機および前記軸受が収納されるケーシングと、
   前記軸受にグリスを供給するグリス供給装置と、
   前記グリス供給装置の少なくともグリスを供給する部位を密閉する密閉容器と、
   前記グリス供給装置から前記軸受にグリスを供給するためのグリス供給路と、
   前記循環経路または前記ケーシングに連通され、該循環経路に前記作動媒体が封入される前に、該循環経路を真空引きする第１の真空ポンプと、
   前記密閉容器に連通され、前記第１の真空ポンプにより前記循環経路が真空引きされる際に、該循環経路の圧力に対して該密閉容器内の圧力を所定の圧力差内に維持した状態で、該密閉容器内を真空引きする第２の真空ポンプと
   を有する廃熱発電装置。

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