JP2017053254A - ランキンサイクル装置における潤滑方法 - Google Patents
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【解決手段】 冷媒循環路2にポンプ3、蒸発器4、膨張機5および凝縮器6が設けられたランキンサイクル装置において、冷媒循環路2を循環する冷媒に予め潤滑油を混合しておき、潤滑油を冷媒と共に膨張機5及びポンプ3等の回転部分に循環させることにより、それらの回転部分を潤滑し、その際、蒸発器4における冷媒の蒸発量を超える量の冷媒をポンプ3から蒸発器4に一時的に供給し、蒸発器4の内部に滞留した潤滑油を蒸発器4の出口から排出することによって、回転部分を循環する潤滑油が不足することを防止する。
【選択図】図1
Description
冷媒循環路2を循環する冷媒に予め潤滑油を混合しておき、
蒸発器4内部に滞留した潤滑油に対しては、蒸発器4における冷媒の蒸発量を超える量の冷媒をポンプ3から蒸発器4に一時的に供給することによって、滞留した潤滑油を蒸発器4内部から膨張機5側の冷媒循環路2に排出し、
冷媒とともに潤滑油をランキンサイクル全体に循環させることを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法である。
蒸発器4における冷媒の蒸発量を超える量の冷媒をポンプ3から蒸発器4に間欠的に一定時間ずつ供給することによって、蒸発器4内部に滞留した潤滑油を蒸発器4内部から膨張機5側の冷媒循環路2に排出することを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法である。
冷媒循環路2を循環する冷媒に予め潤滑油を混合しておき、
蒸発器4内部に滞留した潤滑油に対しては、蒸発器4における冷媒の蒸発量を超える量の冷媒をポンプ3から蒸発器4に連続的に供給することによって、滞留した潤滑油を蒸発器4内部から膨張機5側の冷媒循環路2に排出し、
冷媒とともに潤滑油をランキンサイクル全体に循環させることを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法である。
膨張機5及びポンプ3の回転部分を循環する潤滑油の混合量は冷媒に対して5〜20重量%であり、
蒸発器4における冷媒の蒸発量に対し1.05〜1.20倍の質量流量の潤滑油混合冷媒を連続的に蒸発器4に供給することを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法である。
冷媒循環路2に膨張機5をバイパスするバイパス流路11を設け、
蒸発器4における冷媒の蒸発量を超える量の冷媒をポンプ3から蒸発器4に連続的に供給している際に、さらに一時的に冷媒の供給量を増加し、
その増加させている間は蒸発器4から流出する冷媒の流路を、膨張機5をバイパスするバイパス流路11に切り替えることを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法である。
蒸発器4内部の冷媒流路は、互いに独立した複数の小流路4dに区画されており、それらの小流路4dは蒸発器4の出口側に向かって形成されていることを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法である。
互いに独立した複数の小流路4dがストレートフィン4cにより形成されていることを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法である。
図1は本発明のランキンサイクル装置1の構造の1例を示すものである。
その主要機器として、ポンプ3、蒸発器4、膨張機5および凝縮器6が設けられ、それらの間が冷媒循環路2により接続されている。冷媒循環路2は、好ましくは断熱材で覆われた配管などで構成する。
そのポンプ3は回転速度の調整が可能な可変速ポンプであり、ポンプ3に電力を供給する電力制御部14によりその回転速度を調整する。電力調整部14は電源である交流電力をインバータ制御により調整するもので、その調整はコンピュータ等で構成される制御装置15からの制御信号により行われる。
膨張機5は、一般に、ピストン式、スクロール式、タービン式などがある。
この膨張機5には、回転運動をする出力軸に発電機7が連結され、発電機7で発生した交流電力は直流変換器8で直流に変換される。その電力はパワーコンディショナー9を経由して、例えば、照明器具10に出力される。
その結果、冷媒に同伴して冷媒入口部18から小流路4dに供給された潤滑油は、蒸発器4への冷媒供給量の増加に伴って増速した流れに乗って、滞留することなく冷媒出口部19から排出され膨張機5へと移送される。
なお、小流路の断面形状は、円形、楕円形、長円形または台形のいずれでもよい。
運転開始に先立って、図示しない供給口からランキンサイクル装置1に冷媒および所定の混合量の潤滑油を注入しておく。上記混合量について具体例を挙げると、潤滑油の混合量は冷媒に対して5〜20重量%が好ましいことが、実験によって確認されている。
その理由は、蒸発器4において、冷媒は熱媒で加熱されて冷媒蒸気となって蒸発器4から流出するが、冷媒より高い沸点を有する潤滑油はほとんど蒸発せず、その一部が冷媒蒸気の流れに乗って蒸発器4から流出するのみだからである。この状態を放置していると、蒸発器4における潤滑油の滞留が進行し、回転部分を循環する潤滑油が不足してしまう。
なお、潤滑油の密度が冷媒の密度より小さい場合、潤滑油は主に蒸発器4の液面付近に滞留する。
なお、この解決方法の効果は、本発明者らの実験によって確かめられている。
2 冷媒循環路
3 ポンプ
4 蒸発器
4a 流路
4b 流路
4c ストレートフィン
4d 小流路
6 凝縮器
6a 流路
6b 流路
7 発電機
8 直流変換器
9 パワーコンディショナー
10 照明器具
12 開閉弁
13 開閉弁
14 電力調整部
15 制御装置
16 熱媒入口部
17 熱媒出口部
18 冷媒入口部
19 冷媒出口部
Claims (7)
- 冷媒循環路(2)にポンプ(3)、蒸発器(4)、膨張機(5)および凝縮器(6)が設けられ、ポンプ(3)から蒸発器(4)に供給される高圧の液状冷媒が蒸発器(4)で熱媒との熱交換により高温高圧の冷媒蒸気となって膨張機(5)に供給され、膨張機(5)から流出する低温低圧の冷媒蒸気が凝縮器(6)を経てポンプ(3)に循環するように構成したランキンサイクル装置において、
冷媒循環路(2)を循環する冷媒に予め潤滑油を混合しておき、
蒸発器(4)内部に滞留した潤滑油に対しては、蒸発器(4)における冷媒の蒸発量を超える量の冷媒をポンプ(3)から蒸発器(4)に一時的に供給することによって、滞留した潤滑油を蒸発器(4)内部から膨張機(5)側の冷媒循環路(2)に排出し、
冷媒とともに潤滑油をランキンサイクル全体に循環させることを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法。 - 請求項1に記載の潤滑方法において、
蒸発器(4)における冷媒の蒸発量を超える量の冷媒をポンプ(3)から蒸発器(4)に間欠的に一定時間ずつ供給することによって、蒸発器(4)内部に滞留した潤滑油を蒸発器(4)内部から膨張機(5)側の冷媒循環路(2)に排出することを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法。 - 冷媒循環路(2)にポンプ(3)、蒸発器(4)、膨張機(5)および凝縮器(6)が設けられ、ポンプ(3)から蒸発器(4)に供給される高圧の液状冷媒が蒸発器(4)で熱媒との熱交換により高温高圧の冷媒蒸気となって膨張機(5)に供給され、膨張機(5)から流出する低温低圧の冷媒蒸気が凝縮器(6)を経てポンプ(3)に循環するように構成したランキンサイクル装置において、
冷媒循環路(2)を循環する冷媒に予め潤滑油を混合しておき、
蒸発器(4)内部に滞留した潤滑油に対しては、蒸発器(4)における冷媒の蒸発量を超える量の冷媒をポンプ(3)から蒸発器(4)に連続的に供給することによって、滞留した潤滑油を蒸発器(4)内部から膨張機(5)側の冷媒循環路(2)に排出し、
冷媒とともに潤滑油をランキンサイクル全体に循環させることを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法。 - 請求項3に記載の潤滑方法において、
膨張機(5)及びポンプ(3)の回転部分を循環する潤滑油の混合量は冷媒に対して5〜20重量%であり、
蒸発器(4)における冷媒の蒸発量に対し1.05〜1.20倍の質量流量の潤滑油混合冷媒を連続的に蒸発器(4)に供給することを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法。 - 請求項3に記載の潤滑方法において、
冷媒循環路(2)に膨張機(5)をバイパスするバイパス流路(11)を設け、
蒸発器(4)における冷媒の蒸発量を超える量の冷媒をポンプ(3)から蒸発器(4)に連続的に供給している際に、さらに一時的に冷媒の供給量を増加し、
その増加させている間は蒸発器(4)から流出する冷媒の流路を、膨張機(5)をバイパスするバイパス流路(11)に切り替えることを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の潤滑方法において、
蒸発器(4)内部の冷媒流路は、互いに独立した複数の小流路(4d)に区画されており、それらの小流路(4d)は蒸発器(4)の出口側に向かって形成されていることを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法。 - 請求項6に記載の潤滑方法において、
互いに独立した複数の小流路(4d)がストレートフィン(4c)により形成されていることを特徴とするランキンサイクル装置における潤滑方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020200841A (ja) * | 2019-06-06 | 2020-12-17 | いすゞ自動車株式会社 | 部品・配管ユニット |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008542629A (ja) * | 2005-06-10 | 2008-11-27 | シティ ユニヴァーシティ | ポンプ |
JP2012107802A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Toyota Industries Corp | 蒸発器 |
JP2012202665A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Aisin Seiki Co Ltd | 熱駆動型ヒートポンプサイクル装置およびこれに使用される冷媒循環ポンプ |
WO2013046791A1 (ja) * | 2011-09-26 | 2013-04-04 | 株式会社豊田自動織機 | 廃熱利用装置 |
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2015
- 2015-09-08 JP JP2015176863A patent/JP6603520B2/ja active Active
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