JP2016514241A - 潤滑および冷却システム - Google Patents
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Abstract
Description
以上説明したように、本発明は以下の形態を有する。
[形態1]
冷却回路を含む冷却またはヒートポンプのシステムにおいて冷媒をオイルから分離するための装置であって、前記冷却回路が、冷媒ガスの圧力を上昇させる圧縮機(23)と、前記圧縮機と流体連通しており、前記冷媒ガスを高圧の液体へと凝縮する凝縮器(25)と、前記凝縮器と流体連通しており、前記高圧の液体をガスに同伴された液体のミストへと変換する膨張弁(31)と、前記膨張弁および前記圧縮機と連通しており、液冷媒の状態を冷媒ガスへと変える蒸発器(27)とを有し、前記圧縮機が、潤滑を必要とする構成部品と、前記圧縮機で前記冷媒と混合する潤滑剤とをさらに含む、装置において、
前記潤滑剤、前記冷媒、およびそれらの組み合わせを前記圧縮機から受け入れる油溜め(10)と、
前記潤滑剤を、前記油溜めから、潤滑を必要とする前記圧縮機の一部分へと提供するための手段と、
前記潤滑剤と混合される冷媒の量を減らす、前記油溜めと前記システムの低圧領域との間の冷媒圧力低下装置(409)であって、冷媒ガス圧力を前記システムの前記低圧領域の冷媒ガス圧力未満に下げ、それによって、前記圧縮機構成部品を潤滑するために前記潤滑剤が前記油溜めから戻される前に、冷媒ガスを前記油溜めから前記システムの前記低圧領域へと除去する冷媒圧力低下装置(409)と
によって特徴付けられる装置。
[形態2]
有機ランキンサイクルシステムから冷媒オイルを除去するための装置であって、前記有機ランキンサイクルシステムが、電気を高圧の冷媒ガスから発生させるタービン(23−OCR)および発電機を含む電力発生回路と、前記タービンと流体連通しており、前記冷媒ガスを低圧の液体へと凝縮する凝縮器(25−ORC)と、前記凝縮器と流体連通しており、前記低圧の液体の圧力を高圧の液体へと上昇させる液体ポンプ(31−ORC)とを含み、前記ポンプが蒸発器(27−ORC)と流体連通しており、前記蒸発器が前記高圧の液冷媒の状態を高圧の冷媒ガスへと変化させ、前記タービンが、潤滑を必要とする構成部品と、前記タービンで前記冷媒と混合する潤滑剤とをさらに含む、装置において、
前記潤滑剤、前記冷媒、およびそれらの組み合わせを前記タービンから受け入れる油溜め(10)と、
前記潤滑剤を、前記油溜めから、潤滑を必要とする前記タービンの一部分へと提供するための手段と、
前記潤滑剤と混合される冷媒の量を減らす、前記油溜め(10)と前記システムの低圧領域との間の冷媒圧力低下装置(409)であって、冷媒ガス圧力を前記システムの前記低圧領域の冷媒ガス圧力未満に下げ、それによって、前記タービンの一部分を潤滑するために前記潤滑剤が前記油溜めから戻される前に、冷媒ガスを前記油溜めから前記システムの前記低圧領域へと除去する冷媒圧力低下装置(409)と
によって特徴付けられる装置。
[形態3]
前記潤滑剤を前記油溜めから提供するための前記手段が、前記油溜めから潤滑を必要とする一部分までのオイル回路をさらに含む、形態1または2に記載のシステム。
[形態4]
オイル貯留部(32)を前記オイル回路の追加の構成部品としてさらに含む、形態3に記載のシステム。
[形態5]
前記冷媒圧力低下装置(409)が補助圧縮機(509)である、形態1または2に記載のシステム。
[形態6]
前記冷媒圧力低下装置がエゼクタポンプ(609)である、形態1または2に記載のシステム。
[形態7]
前記冷媒圧力低下装置(409)が、前記油溜め(10)および前記システムの前記低圧領域と連通している回路を備え、前記回路が、冷媒ガスを冷却し前記冷媒を液相へと凝縮する補助凝縮器(709)と、冷媒ガスを前記補助凝縮器へと送る、前記油溜め(10)と前記補助凝縮器(709)との間の導管(713)と、前記補助凝縮器での冷却の後、凝縮された冷媒を保管する流体保管空間(717)と、前記システムの前記低圧領域へと冷媒を汲み出す液体ポンプ(719)と、前記流体保管空間(717)における冷媒液の量を制御する液体レベルセンサ(721)とを備える、形態1または2に記載のシステム。
[形態8]
前記圧力低下装置が、前記油溜めおよび前記システムの前記低圧領域と連通している回路をさらに備え、前記回路が、
冷媒を気相から冷却し、それを液相へと凝縮する補助凝縮器(709)と、
冷媒ガスを前記油溜め(10)から前記補助凝縮器(709)へと送る、前記油溜め(10)と前記補助凝縮器との間の導管(713)と、
前記凝縮された液相の冷媒を保管する、前記補助凝縮器(709)と流体連通している少なくとも1つの流体保管空間(717)と、
前記補助凝縮器と前記少なくとも1つの流体保管空間(717)との間の流体連通を提供する導管(730)と、
前記システムの前記低圧領域とさらに流体連通している前記少なくとも1つの流体保管空間(717)と、
前記少なくとも1つの流体保管空間(717)から前記システムの前記低圧領域への液相の冷媒の流れを調節する少なくとも1つの弁(17)と
を含む、形態1または2に記載のシステム。
[形態9]
冷媒を用いる冷却またはヒートポンプのシステムにおいて半密閉圧縮機モータを冷却するための装置であって、前記システムが冷却回路を含み、前記冷却回路が、冷媒ガスの圧力を上昇させるための圧縮機(23)と、前記圧縮機と流体連通しており、前記冷媒ガスを高圧の液体へと凝縮するための主凝縮器(25)と、前記凝縮器と流体連通しており、前記高圧の液体をガスに同伴された液体のミストへと変換する膨張弁(31)と、前記膨張弁および前記圧縮機と連通しており、液冷媒の状態を冷媒ガスへと変える蒸発器(27)とを含み、前記圧縮機(23)が圧縮機モータ(350)をさらに含み、前記圧縮機モータ(350)がシャフト(128)と、前記モータのための筐体(382)とをさらに含み、前記筐体が空洞(352)を有し、前記モータ(350)が前記筐体に収容され、前記モータが、電界を入れ替えるステータ(88)と、前記シャフト(128)に取り付けられたロータ(129)とを有し、前記ロータおよび前記シャフトが、前記交流電界によって回転する、装置において、
前記筐体(382)の冷媒入口(81)と、
前記モータ筐体からの冷媒出口(387、392)と、
前記膨張弁(31)の下流と圧縮機入口(34)との間で、前記モータ筐体(382)および前記システムの前記低圧領域と連通しており、前記筐体(382)の前記冷媒が前記システムの前記低圧領域において前記システムへと戻されるように、前記システムの前記低圧領域より低い圧力へと冷媒圧力を低下させる冷媒圧力低下装置(409)と
によって特徴付けられる装置。
[形態10]
電力発生回路を含む有機ランキンサイクルシステムから冷媒オイルを除去するための装置であって、前記有機ランキンサイクルシステムが、電気を高圧の冷媒ガスから発生させる半密閉タービン(23−OCR)および発電機を含む電力発生回路と、前記タービンと流体連通しており、前記タービンからの前記冷媒ガスを低圧の液体へと凝縮するための主凝縮器(25−ORC)と、前記凝縮器と流体連通しており、前記凝縮器からの前記低圧の液体を高圧の液体へと変換する液体ポンプ(31−ORC)と、前記液体ポンプおよび前記タービンと連通しており、高圧の液冷媒の状態を冷媒ガスへと変える蒸発器(27)とを含み、前記タービンが、筐体に発電機をさらに含み、前記発電機が、シャフト(128)と、空洞(352)を有する筐体(382)とをさらに含み、前記発電機(350)が前記筐体に収容され、前記発電機が、前記シャフト(128)に取り付けられたロータ(129)と、前記ロータを包囲する前記筐体にステータとを有し、前記ロータおよび前記シャフトが、前記ステータの電流ステータ(88)を生成するために回転する、装置において、
前記筐体(382)内への冷媒入口(81)と、
前記筐体からの冷媒出口(387、392)と、
前記ポンプ(31)とタービン出口との間で、前記筐体(382)および前記システムの低圧領域と連通しており、前記筐体(382)の前記冷媒が前記システム(19)の前記低圧領域において前記システムへと戻されるように、前記システムの前記低圧領域より低い圧力へと冷媒圧力を低下させる冷媒圧力低下装置(409)と
によって特徴付けられる装置。
[形態11]
前記システムが運転可能であるとき、磁気軸受システムは前記シャフト(128)を支持する、形態9または10に記載のシステム。
[形態12]
前記冷媒圧力低下装置(409)が補助圧縮機(509)である、形態9または10に記載のシステム。
[形態13]
前記冷媒圧力低下装置(409)がエゼクタポンプ(609)である、形態9または10に記載のシステム。
[形態14]
前記冷媒圧力低下装置(409)が、前記筐体(382)および前記システムの前記低圧領域と連通している回路を備え、前記回路が、前記筐体(382)からの冷媒ガスを冷却して凝縮する補助凝縮器(709)と、冷媒を前記補助凝縮器(709)へと送る、前記筐体(382)と前記補助凝縮器(709)との間の導管(392)と、前記補助凝縮器(709)と流体連通しており、前記補助凝縮器(709)での冷却の後、凝縮された冷媒を保管する流体保管空間(717)と、前記流体保管空間(717)から前記システムの前記低圧領域へと冷媒を汲み出す液体ポンプ(719)と、前記流体保管空間(717)における液体の量を制御する液体レベルセンサ(721)とを備える、形態9または10に記載のシステム。
[形態15]
前記冷媒圧力低下装置(409)が、前記筐体(382)および前記システムの前記低圧領域と連通している回路を備え、前記回路が、冷媒ガスを冷却して凝縮する補助凝縮器(709)と、冷媒ガスを前記補助凝縮器(709)へと送る、前記モータ筐体(382)と前記補助凝縮器(709)との間の導管(392)と、前記補助凝縮器(709)と流体連通しており、前記補助凝縮器(709)での冷却の後、凝縮された冷媒を保管する流体保管空間(717)と、前記流体保管空間(717)から前記システムの前記低圧領域への冷媒の流れを調節する弁(17)とを備える、形態9または10に記載のシステム。
[形態16]
前記冷媒圧力低下装置(409)が、前記筐体(382)および前記システムの前記低圧領域と連通している回路をさらに備え、前記回路が、
冷媒ガスを冷却して凝縮する補助凝縮器(709)と、
冷媒ガスを前記モータ筐体から前記補助凝縮器(709)へと送る、前記筐体(382)と前記補助凝縮器(709)との間の導管(392)と、
前記凝縮された液冷媒を保管する少なくとも1つの流体保管空間(717)と、
前記補助凝縮器(709)と前記少なくとも1つの流体保管空間(717)との間の、前記凝縮された液冷媒を前記補助凝縮器(709)から前記少なくとも1つの流体保管空間(717)へと送る導管(730)と、
前記システム(19)の前記低圧領域とさらに流体連通もしている前記少なくとも1つの流体保管空間(717)と、
前記少なくとも1つの流体保管空間(717)から前記システム(19)の前記低圧領域への液冷媒の流れを調節するための少なくとも1つの弁(17)と
を含み、
前記凝縮器(25)が、前記少なくとも1つの流体保管空間(717)と連通しており、前記少なくとも1つの流体保管空間(717)から前記システムの前記低圧領域へと液体を押し込む高圧ガスを提供する、形態8に記載のシステム。
Claims (16)
- 冷却回路を含む冷却またはヒートポンプのシステムにおいて冷媒をオイルから分離するための装置であって、前記冷却回路が、冷媒ガスの圧力を上昇させる圧縮機(23)と、前記圧縮機と流体連通しており、前記冷媒ガスを高圧の液体へと凝縮する凝縮器(25)と、前記凝縮器と流体連通しており、前記高圧の液体をガスに同伴された液体のミストへと変換する膨張弁(31)と、前記膨張弁および前記圧縮機と連通しており、液冷媒の状態を冷媒ガスへと変える蒸発器(27)とを有し、前記圧縮機が、潤滑を必要とする構成部品と、前記圧縮機で前記冷媒と混合する潤滑剤とをさらに含む、装置において、
前記潤滑剤、前記冷媒、およびそれらの組み合わせを前記圧縮機から受け入れる油溜め(10)と、
前記潤滑剤を、前記油溜めから、潤滑を必要とする前記圧縮機の一部分へと提供するための手段と、
前記潤滑剤と混合される冷媒の量を減らす、前記油溜めと前記システムの低圧領域との間の冷媒圧力低下装置(409)であって、冷媒ガス圧力を前記システムの前記低圧領域の冷媒ガス圧力未満に下げ、それによって、前記圧縮機構成部品を潤滑するために前記潤滑剤が前記油溜めから戻される前に、冷媒ガスを前記油溜めから前記システムの前記低圧領域へと除去する冷媒圧力低下装置(409)と
によって特徴付けられる装置。 - 有機ランキンサイクルシステムから冷媒オイルを除去するための装置であって、前記有機ランキンサイクルシステムが、電気を高圧の冷媒ガスから発生させるタービン(23−OCR)および発電機を含む電力発生回路と、前記タービンと流体連通しており、前記冷媒ガスを低圧の液体へと凝縮する凝縮器(25−ORC)と、前記凝縮器と流体連通しており、前記低圧の液体の圧力を高圧の液体へと上昇させる液体ポンプ(31−ORC)とを含み、前記ポンプが蒸発器(27−ORC)と流体連通しており、前記蒸発器が前記高圧の液冷媒の状態を高圧の冷媒ガスへと変化させ、前記タービンが、潤滑を必要とする構成部品と、前記タービンで前記冷媒と混合する潤滑剤とをさらに含む、装置において、
前記潤滑剤、前記冷媒、およびそれらの組み合わせを前記タービンから受け入れる油溜め(10)と、
前記潤滑剤を、前記油溜めから、潤滑を必要とする前記タービンの一部分へと提供するための手段と、
前記潤滑剤と混合される冷媒の量を減らす、前記油溜め(10)と前記システムの低圧領域との間の冷媒圧力低下装置(409)であって、冷媒ガス圧力を前記システムの前記低圧領域の冷媒ガス圧力未満に下げ、それによって、前記タービンの一部分を潤滑するために前記潤滑剤が前記油溜めから戻される前に、冷媒ガスを前記油溜めから前記システムの前記低圧領域へと除去する冷媒圧力低下装置(409)と
によって特徴付けられる装置。 - 前記潤滑剤を前記油溜めから提供するための前記手段が、前記油溜めから潤滑を必要とする一部分までのオイル回路をさらに含む、請求項1または2に記載のシステム。
- オイル貯留部(32)を前記オイル回路の追加の構成部品としてさらに含む、請求項3に記載のシステム。
- 前記冷媒圧力低下装置(409)が補助圧縮機(509)である、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記冷媒圧力低下装置がエゼクタポンプ(609)である、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記冷媒圧力低下装置(409)が、前記油溜め(10)および前記システムの前記低圧領域と連通している回路を備え、前記回路が、冷媒ガスを冷却し前記冷媒を液相へと凝縮する補助凝縮器(709)と、冷媒ガスを前記補助凝縮器へと送る、前記油溜め(10)と前記補助凝縮器(709)との間の導管(713)と、前記補助凝縮器での冷却の後、凝縮された冷媒を保管する流体保管空間(717)と、前記システムの前記低圧領域へと冷媒を汲み出す液体ポンプ(719)と、前記流体保管空間(717)における冷媒液の量を制御する液体レベルセンサ(721)とを備える、請求項1または2に記載のシステム。
- 前記圧力低下装置が、前記油溜めおよび前記システムの前記低圧領域と連通している回路をさらに備え、前記回路が、
冷媒を気相から冷却し、それを液相へと凝縮する補助凝縮器(709)と、
冷媒ガスを前記油溜め(10)から前記補助凝縮器(709)へと送る、前記油溜め(10)と前記補助凝縮器との間の導管(713)と、
前記凝縮された液相の冷媒を保管する、前記補助凝縮器(709)と流体連通している少なくとも1つの流体保管空間(717)と、
前記補助凝縮器と前記少なくとも1つの流体保管空間(717)との間の流体連通を提供する導管(730)と、
前記システムの前記低圧領域とさらに流体連通している前記少なくとも1つの流体保管空間(717)と、
前記少なくとも1つの流体保管空間(717)から前記システムの前記低圧領域への液相の冷媒の流れを調節する少なくとも1つの弁(17)と
を含む、請求項1または2に記載のシステム。 - 冷媒を用いる冷却またはヒートポンプのシステムにおいて半密閉圧縮機モータを冷却するための装置であって、前記システムが冷却回路を含み、前記冷却回路が、冷媒ガスの圧力を上昇させるための圧縮機(23)と、前記圧縮機と流体連通しており、前記冷媒ガスを高圧の液体へと凝縮するための主凝縮器(25)と、前記凝縮器と流体連通しており、前記高圧の液体をガスに同伴された液体のミストへと変換する膨張弁(31)と、前記膨張弁および前記圧縮機と連通しており、液冷媒の状態を冷媒ガスへと変える蒸発器(27)とを含み、前記圧縮機(23)が圧縮機モータ(350)をさらに含み、前記圧縮機モータ(350)がシャフト(128)と、前記モータのための筐体(382)とをさらに含み、前記筐体が空洞(352)を有し、前記モータ(350)が前記筐体に収容され、前記モータが、電界を入れ替えるステータ(88)と、前記シャフト(128)に取り付けられたロータ(129)とを有し、前記ロータおよび前記シャフトが、前記交流電界によって回転する、装置において、
前記筐体(382)の冷媒入口(81)と、
前記モータ筐体からの冷媒出口(387、392)と、
前記膨張弁(31)の下流と圧縮機入口(34)との間で、前記モータ筐体(382)および前記システムの前記低圧領域と連通しており、前記筐体(382)の前記冷媒が前記システムの前記低圧領域において前記システムへと戻されるように、前記システムの前記低圧領域より低い圧力へと冷媒圧力を低下させる冷媒圧力低下装置(409)と
によって特徴付けられる装置。 - 電力発生回路を含む有機ランキンサイクルシステムから冷媒オイルを除去するための装置であって、前記有機ランキンサイクルシステムが、電気を高圧の冷媒ガスから発生させる半密閉タービン(23−OCR)および発電機を含む電力発生回路と、前記タービンと流体連通しており、前記タービンからの前記冷媒ガスを低圧の液体へと凝縮するための主凝縮器(25−ORC)と、前記凝縮器と流体連通しており、前記凝縮器からの前記低圧の液体を高圧の液体へと変換する液体ポンプ(31−ORC)と、前記液体ポンプおよび前記タービンと連通しており、高圧の液冷媒の状態を冷媒ガスへと変える蒸発器(27)とを含み、前記タービンが、筐体に発電機をさらに含み、前記発電機が、シャフト(128)と、空洞(352)を有する筐体(382)とをさらに含み、前記発電機(350)が前記筐体に収容され、前記発電機が、前記シャフト(128)に取り付けられたロータ(129)と、前記ロータを包囲する前記筐体にステータとを有し、前記ロータおよび前記シャフトが、前記ステータ内に電流ステータ(88)を生成するために回転する、装置において、
前記筐体(382)内への冷媒入口(81)と、
前記筐体からの冷媒出口(387、392)と、
前記ポンプ(31)とタービン出口との間で、前記筐体(382)および前記システムの低圧領域と連通しており、前記筐体(382)の前記冷媒が前記システム(19)の前記低圧領域において前記システムへと戻されるように、前記システムの前記低圧領域より低い圧力へと冷媒圧力を低下させる冷媒圧力低下装置(409)と
によって特徴付けられる装置。 - 前記システムが運転可能であるとき、磁気軸受システムは前記シャフト(128)を支持する、請求項9または10に記載のシステム。
- 前記冷媒圧力低下装置(409)が補助圧縮機(509)である、請求項9または10に記載のシステム。
- 前記冷媒圧力低下装置(409)がエゼクタポンプ(609)である、請求項9または10に記載のシステム。
- 前記冷媒圧力低下装置(409)が、前記筐体(382)および前記システムの前記低圧領域と連通している回路を備え、前記回路が、前記筐体(382)からの冷媒ガスを冷却して凝縮する補助凝縮器(709)と、冷媒を前記補助凝縮器(709)へと送る、前記筐体(382)と前記補助凝縮器(709)との間の導管(392)と、前記補助凝縮器(709)と流体連通しており、前記補助凝縮器(709)での冷却の後、凝縮された冷媒を保管する流体保管空間(717)と、前記流体保管空間(717)から前記システムの前記低圧領域へと冷媒を汲み出す液体ポンプ(719)と、前記流体保管空間(717)における液体の量を制御する液体レベルセンサ(721)とを備える、請求項9または10に記載のシステム。
- 前記冷媒圧力低下装置(409)が、前記筐体(382)および前記システムの前記低圧領域と連通している回路を備え、前記回路が、冷媒ガスを冷却して凝縮する補助凝縮器(709)と、冷媒ガスを前記補助凝縮器(709)へと送る、前記モータ筐体(382)と前記補助凝縮器(709)との間の導管(392)と、前記補助凝縮器(709)と流体連通しており、前記補助凝縮器(709)での冷却の後、凝縮された冷媒を保管する流体保管空間(717)と、前記流体保管空間(717)から前記システムの前記低圧領域への冷媒の流れを調節する弁(17)とを備える、請求項9または10に記載のシステム。
- 前記冷媒圧力低下装置(409)が、前記筐体(382)および前記システムの前記低圧領域と連通している回路をさらに備え、前記回路が、
冷媒ガスを冷却して凝縮する補助凝縮器(709)と、
冷媒ガスを前記モータ筐体から前記補助凝縮器(709)へと送る、前記筐体(382)と前記補助凝縮器(709)との間の導管(392)と、
前記凝縮された液冷媒を保管する少なくとも1つの流体保管空間(717)と、
前記補助凝縮器(709)と前記少なくとも1つの流体保管空間(717)との間の、前記凝縮された液冷媒を前記補助凝縮器(709)から前記少なくとも1つの流体保管空間(717)へと送る導管(730)と、
前記システム(19)の前記低圧領域とさらに流体連通もしている前記少なくとも1つの流体保管空間(717)と、
前記少なくとも1つの流体保管空間(717)から前記システム(19)の前記低圧領域への液冷媒の流れを調節するための少なくとも1つの弁(17)と
を含み、
前記凝縮器(25)が、前記少なくとも1つの流体保管空間(717)と連通しており、前記少なくとも1つの流体保管空間(717)から前記システムの前記低圧領域へと液体を押し込む高圧ガスを提供する、請求項8に記載のシステム。
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