JP2018150873A - Ranking cycle system and control method of ranking cycle system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱源の停止時に蒸発器の内部の残留蒸気により膨張器で出力を取り出せるとともに、膨張器の停止時における残留圧力を低減できるランキンサイクルシステム、及び、ランキンサイクルシステムの制御方法に関する。 The present invention relates to a Rankine cycle system that can extract an output from an expander by residual steam inside an evaporator when a heat source is stopped, and to reduce a residual pressure when the expander is stopped, and a control method for the Rankine cycle system.
車両に搭載した内燃機関等の排熱を利用するランキンサイクルシステムが採用されており、この一つに、冷媒ポンプで冷媒を循環させて、熱交換器でエンジンの廃熱を冷媒に回収して、膨張機で冷媒を膨張させて動力を取り出し、凝縮器で膨張した冷媒を凝縮させるランキンサイクルで、ランキンサイクルの運転前、かつ、車両の減速中に、エンジンから冷媒ポンプに至る動力伝達経路の途中に設けたクラッチを締結して、車両の慣性力によって冷媒ポンプを駆動するランキンサイクルが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 A Rankine cycle system that uses exhaust heat from an internal combustion engine or the like mounted on a vehicle is used. One of these is a refrigerant pump that circulates refrigerant and a heat exchanger that recovers engine waste heat into refrigerant. In the Rankine cycle, the refrigerant is expanded by the expander to extract the power, and the refrigerant expanded by the condenser is condensed. Before the Rankine cycle operation and during the deceleration of the vehicle, the power transmission path from the engine to the refrigerant pump A Rankine cycle has been proposed in which a clutch provided in the middle is engaged and a refrigerant pump is driven by the inertial force of the vehicle (see, for example, Patent Document 1).
このランキンサイクルでは、冷媒の偏在を解消するための冷媒ポンプの駆動力を、車両の減速中の車両の慣性力により得ると共に、バイパス流路を設けて膨張機をバイパスさせることにより通路抵抗を少なくして、燃費の悪化を抑制している。 In this Rankine cycle, the driving force of the refrigerant pump for eliminating the uneven distribution of the refrigerant is obtained by the inertial force of the vehicle while the vehicle is decelerating, and the bypass resistance is provided to reduce the passage resistance by bypassing the expander. And the deterioration of fuel consumption is suppressed.
一方、一般的な車載搭載のランキンサイクルシステムでは、内燃機関などの運転状態を任意に制御できる熱源を用いており、この熱源からの熱の供給を停止させた場合、作動媒体循環ポンプが停止するため、作動媒体はランキンサイクルの閉回路内の循環を行なえず、膨張器からの出力も停止する。 On the other hand, a general on-board Rankine cycle system uses a heat source that can arbitrarily control the operation state of an internal combustion engine or the like, and when the supply of heat from this heat source is stopped, the working medium circulation pump stops. Therefore, the working medium cannot circulate in the closed circuit of the Rankine cycle, and the output from the expander also stops.
しかしながら、熱源からの熱の供給の停止と同時に作動媒体循環ポンプを停止した場合には、蒸発器の上流と下流を含む、作動媒体循環ポンプと膨張器の間においては、高い圧力でかつ温度が高く大きな熱エネルギー量の作動媒体(気相)が残り、その一方で、凝縮器の上流と下流を含む、膨張器と作動媒体循環ポンプ間においては低い圧力でかつ温度が低く小さい熱エネルギー量の作動媒体(液相)が残ることになる。 However, when the working medium circulation pump is stopped simultaneously with the supply of heat from the heat source, there is a high pressure and temperature between the working medium circulation pump and the expander, including upstream and downstream of the evaporator. A working medium (gas phase) with a high and large heat energy remains, while a low pressure, low temperature and low heat energy amount between the expander and the working medium circulation pump, including upstream and downstream of the condenser. A working medium (liquid phase) remains.
そのため、停止した後では作動媒体が高い圧力でかつ温度が高く大きな熱エネルギーを持った状態で放置されてしまうという問題がある。この高い圧力の作動媒体により、停止後も高い圧力が膨張器前後の配管に残留して作用し続けるので、残留ガスの漏れ対策などが必要となる。 Therefore, after stopping, there is a problem that the working medium is left in a state of high pressure, high temperature, and large heat energy. Due to this high pressure working medium, high pressure remains in the piping before and after the expander and continues to act even after stopping, so it is necessary to take measures against leakage of residual gas.
本発明の目的は、ランキンサイクルシステムの蒸発器への熱の供給を停止した後でも、蒸発器の内部の残留蒸気により膨張器からエネルギーを取り出せると共に、残留蒸気の減圧と冷機の促進を行うことができて、ランキンサイクルの停止後における残留蒸気に起因する残留応力の低減できて、ランキンサイクルシステムの信頼性を向上できるランキンサイクルシステム、及び、ランキンサイクルシステムの制御方法を提供することにある。 It is an object of the present invention to be able to extract energy from the expander by residual steam inside the evaporator, and to reduce the residual steam and promote the cooler even after the supply of heat to the evaporator of the Rankine cycle system is stopped. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a Rankine cycle system and a Rankine cycle system control method capable of reducing residual stress caused by residual steam after the Rankine cycle is stopped and improving the reliability of the Rankine cycle system.
上記の目的を達成するための本発明のランキンサイクルシステムは、外部の熱源からの熱の供給を受けて作動媒体を気化させる蒸発器と、気化した作動媒体から駆動力を取り出す膨張器と、外部に熱を放出して作動媒体を液化させる凝縮器と、作動媒体を還流させる作動媒体循環ポンプと、制御装置を有してなるランキンサイクルシステムにおいて、 前記膨張器を迂回するバイパス流路を設け、このバイパス流路にバイパス弁を設けて構成すると共に、前記制御装置が、外部からの熱源からの熱の供給を受けている間は、前記バイパス弁を閉じた状態とし、外部からの熱源からの熱の供給が停止されたときには、前記バイパス弁を閉じた状態のままで、前記作動媒体循環ポンプの運転と前記膨張器からの機械的エネルギー若しくは熱エネルギーの取り出しを継続し、予め設定された第1条件が満たされたときには、前記バイパス弁を開弁して、前記作動媒体循環ポンプの運転を継続し、予め設定された第2条件が満たされたときには、前記作動媒体循環ポンプの運転を停止する熱供給停止時制御を行う熱供給停止時制御手段を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a Rankine cycle system of the present invention includes an evaporator that receives supply of heat from an external heat source and vaporizes the working medium, an expander that extracts driving force from the vaporized working medium, and an external In the Rankine cycle system having a condenser for releasing heat to liquefy the working medium, a working medium circulation pump for refluxing the working medium, and a control device, a bypass flow path that bypasses the expander is provided, The bypass passage is provided with a bypass valve, and the bypass valve is closed while the control device is receiving heat supply from an external heat source. When the supply of heat is stopped, the operation of the working medium circulation pump and the mechanical energy or heat energy from the expander are kept with the bypass valve closed. When the first condition set in advance is satisfied, the bypass valve is opened and the operation of the working medium circulation pump is continued, and the second condition set in advance is satisfied. In this case, there is provided heat supply stop time control means for performing heat supply stop time control for stopping the operation of the working medium circulation pump.
そして、上記のランキンサイクルシステムにおいて、前記第1条件が、前記膨張器における機械的エネルギー若しくは熱エネルギーの取り出し量が予め設定した設定量よりも低くなることであり、前記第2条件が、前記蒸発器内の作動媒体の温度と、前記凝縮器の下流の作動媒体の温度との差が、予め設定した設定温度差よりも小さくなることか、あるいは、前記蒸発器内の作動媒体の圧力と、前記凝縮器の下流の作動媒体の圧力との差が、予め設定した設定圧力差よりも小さくなることであることを特徴とする。 In the Rankine cycle system, the first condition is that a mechanical energy or thermal energy extraction amount in the expander is lower than a preset set amount, and the second condition is the evaporation The difference between the temperature of the working medium in the vessel and the temperature of the working medium downstream of the condenser is smaller than a preset temperature difference, or the pressure of the working medium in the evaporator; The difference from the pressure of the working medium downstream of the condenser is smaller than a preset pressure difference.
また、上記の目的を達成するための本発明のランキンサイクルシステムの制御方法は、外部の熱源からの熱の供給を受けて作動媒体を気化させる蒸発器と、気化した作動媒体から駆動力を取り出す膨張器と、外部に熱を放出して作動媒体を液化させる凝縮器と、作動媒体を還流させる作動媒体循環ポンプと、前記膨張器を迂回し、かつ、バイパス弁を備えたバイパス流路とを有してなるランキンサイクルシステムの制御方法において、外部からの熱源からの熱の供給を受けている間は、前記バイパス弁を閉じた状態とし、外部からの熱源からの熱の供給が停止されたときには、前記バイパス弁を閉じた状態のままで、前記作動媒体循環ポンプの運転と前記膨張器からの機械的エネルギー若しくは熱エネルギーの取り出しを継続し、予め設定された第1条件が満たされたときには、前記バイパス弁を開弁して、前記作動媒体循環ポンプの運転を継続し、予め設定された第2条件が満たされたときには、前記作動媒体循環ポンプの運転を停止することを特徴とする制御方法である。 In addition, the Rankine cycle system control method of the present invention for achieving the above object includes an evaporator for receiving a supply of heat from an external heat source to vaporize the working medium, and taking out a driving force from the vaporized working medium. An expander, a condenser that releases heat to the outside and liquefies the working medium, a working medium circulation pump that circulates the working medium, and a bypass passage that bypasses the expander and includes a bypass valve. In the Rankine cycle system control method of the present invention, while the heat supply from the external heat source is being received, the bypass valve is closed and the supply of heat from the external heat source is stopped Sometimes, while the bypass valve is closed, the operation of the working medium circulation pump and the extraction of mechanical energy or heat energy from the expander are continued and set in advance. When the first condition is satisfied, the bypass valve is opened to continue the operation of the working medium circulation pump. When the second condition set in advance is satisfied, the operation of the working medium circulation pump is performed. Is a control method characterized by stopping.
本発明のランキンサイクルシステム、及び、ランキンサイクルシステムの制御方法によれば、ランキンサイクルシステムの蒸発器への熱の供給を停止した後でも、蒸発器の内部の残留蒸気により膨張器からエネルギーを取り出せると共に、残留蒸気の減圧と冷機の促進を行うことができて、ランキンサイクルの停止後における残留蒸気に起因する残留応力を低減できて、ランキンサイクルシステムの信頼性を向上できる。 According to the Rankine cycle system and the Rankine cycle system control method of the present invention, energy can be extracted from the expander by the residual steam inside the evaporator even after the supply of heat to the evaporator of the Rankine cycle system is stopped. At the same time, the pressure reduction of the residual steam and the promotion of the cooling can be performed, the residual stress caused by the residual steam after the stop of the Rankine cycle can be reduced, and the reliability of the Rankine cycle system can be improved.
以下、本発明に係る実施の形態のランキンサイクルシステム、及び、ランキンサイクルシステムの制御方法について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a Rankine cycle system and a Rankine cycle system control method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように ランキンサイクルシステム20は、車両に搭載されたディーゼルエンジン(内燃機関、以下エンジンという)10の排気ガスG等の排熱を利用するシステムである。このエンジン10では、吸気管11から燃焼室12に流入した吸気Aに燃料噴射弁13から燃料を噴射して、燃焼室12で燃焼させる。この燃焼によって生じた排気ガスGを排気管14経由でランキンサイクルシステム20の蒸発器21に送る。つまり、エンジン10の排気ガスGをランキンサイクルシステム20の外部からの熱源とする。
As shown in FIG. 1, the Rankine
また、ランキンサイクルシステム20では、外部の熱源、即ち、排気ガスGからの熱を受けて作動媒体Fwを気化させる蒸発器(エバポレータ)21と、気化した作動媒体Fwから駆動力を取り出す膨張器(エキスパンダー)23と、外部に熱を放出して作動媒体Fwを液化させる凝縮器(コンデンサ)25と、作動媒体Fwを還流させる作動媒体循環ポンプ27を有して構成され、これらの間を作動媒体用流路22、24、26、28で接続している。さらに、作動媒体循環ポンプ27の運転、膨張器23の運転などのランキンサイクルシステム20を制御する制御装置30が設けられている。
Further, in the Rankine
この蒸発器21における熱源として、図1の構成では、車載のエンジン10の排気ガスG、特に、後処理装置(図示しない)を通過した後の排気ガスGを採用しているが、これに限定せず、エンジン10のEGRガス、過給器で圧縮された吸入空気、エンジン本体で吸熱後の冷却水、ラジエータで放熱後の冷却水などを熱源にしてもよい。
As the heat source in the
また、膨張器23は、蒸気タービンや蒸気ボイラーなどの作動媒体Fwの熱エネルギーを別のエネルギーの機械的エネルギーや水蒸気エネルギーに変換する装置であり、図1の構成では、蒸気タービンが採用されている。この蒸気タービンでは、エンジン10を回転補助(アシスト)する場合は、タービン軸23aはエンジン10のクランク軸に接続され、また、発電に用いる場合は、タービン軸23aは発電機(図示しない)に連結される。この発電した電力は、バッテリー(図示しない)に充電されて、エンジン10を搭載している車両(図示しない)の電装部品(図示しない)等の電源とされる。
The
また、凝縮器25は、復水器ともよばれ、空冷の場合は、冷却ファン(図示しない)が配置され、外気により冷却される。また、水冷の場合には、エンジン10のラジエータやサブラジエータから出たエンジン用の冷却水やインタークーラー用の冷却水により冷却される。
The
そして、作動媒体循環ポンプ27は、凝縮器25で液相になった作動媒体Fwを昇圧して蒸発器21に供給する装置であり、このポンプ回転数は、膨張器23に流入する作動媒体Fwの温度と圧力に基づいて制御される。また、蒸発器21及び凝縮器25の入口の作動媒体Fwの圧力は、減圧弁や背圧弁などで構成される圧力調整手段(図示しない)により調整されている。また、必要に応じて、作動媒体Fwを貯蔵する作動媒体用容器(図示しない)が設けられる。
The working
また、この作動媒体Fwには、水とエタノール、水とメタノール、又は水とエチレングリコールなどの二成分系の混合媒体を用いることが好ましいが、純水やエタノールのみやフッ素化合物などのフロン系の冷媒を用いてよい。この混合媒体としては、ここでは、水とエタノールのモル比が50%:50%である混合媒体が採用されている。 The working medium Fw is preferably a two-component mixed medium such as water and ethanol, water and methanol, or water and ethylene glycol. However, pure water, ethanol alone, or a fluorocarbon compound such as a fluorine compound is used. A refrigerant may be used. Here, a mixed medium in which the molar ratio of water and ethanol is 50%: 50% is employed as the mixed medium.
このランキンサイクルシステム20では、作動媒体Fwを作動媒体循環ポンプ27により液体の状態で圧縮して循環させて、圧縮された液体の状態で、蒸発器21に送り、この蒸発器21で、排気ガスGからの熱を受けて、作動媒体を気化させて過熱蒸気とする。そして、この気化して定圧的に加熱された高圧の過熱蒸気の状態の作動媒体Fwを膨張器23で断熱膨張させて駆動力を取り出し、この低圧となった気体の状態の作動媒体Fwを凝縮器25に送り、この凝縮器25で、外部に熱を放出して作動媒体Fwを液化させ、これを作動媒体循環ポンプ27により循環させている。
In the Rankine
そして、本発明においては、さらに、膨張器23を迂回するバイパス流路31が設けられ、このバイパス流路31には、流路を開閉する流路開閉弁で構成されるバイパス弁32が設けられている。また、このバイパス弁32は制御装置30により制御される。
In the present invention, a
そして、この制御装置30は、排気ガスG(外部からの熱源)からの熱の供給を受けている間は、バイパス弁32を閉じた状態とし、排気ガスGの熱の供給が停止されたときには、バイパス弁32を閉じた状態のままで、作動媒体循環ポンプ27の運転と膨張器23からの駆動力の取り出しを継続し、予め設定された第1条件が満たされたときには、バイパス弁32を開弁して、作動媒体循環ポンプ27の運転を継続し、予め設定された第2条件が満たされたときには、作動媒体循環ポンプ27の運転を停止する熱供給停止時制御を行う熱供給停止時制御手段を備えて構成される。
The
この第1条件は、膨張器23へ供給されるエネルギー量の関係する条件であり、膨張器23が機能しなくなる限界を判定する条件である。そして、膨張器23に蒸気タービンを採用した場合では、この第1条件は、膨張器23における駆動力(機械的エネルギー)の取り出し量が予め設定した設定駆動力(設定量)よりも低くなる条件とされる。一方、膨張器23に蒸気ボイラーを採用した場合では、この第1条件は、膨張器23における蒸気(熱エネルギー)の取り出し量が予め設定した蒸気量(設定量)よりも低くなる条件とされる。
This first condition is a condition related to the amount of energy supplied to the
また、第2条件は、作動媒体Fwに関する条件であり、作動媒体Fwの温度の低下度合を見る条件である。この第2条件は、蒸発器21内の作動媒体Fwの温度T1と、凝縮器25の下流(作動媒体用流路26)の作動媒体Fwの温度T2との差ΔT(=T1−T2)が、予め設定した設定温度差ΔTcよりも小さくなる条件とされる。この温度T1は蒸発器21に設けられた第1温度検出装置33で検出され、温度T2は作動媒体用流路24に設けられた第2温度検出装置34で検出される。
The second condition is a condition related to the working medium Fw, and is a condition for checking the degree of decrease in the temperature of the working medium Fw. The second condition is that the difference ΔT (= T1−T2) between the temperature T1 of the working medium Fw in the
次に、本発明の実施の形態のランキンサイクルシステムの制御方法について説明する。このランキンサイクルシステムの制御方法は、排気ガスG(外部の熱源)からの熱の供給を受けて作動媒体を気化させる蒸発器21と、気化した作動媒体から駆動力を取り出す膨張器23と、外部に熱を放出して作動媒体Fwを液化させる凝縮器25と、作動媒体Fwを還流させる作動媒体循環ポンプ27と、膨張器25を迂回し、かつ、バイパス弁32を備えたバイパス流路31とを有してなるランキンサイクルシステムの制御方法である。
Next, a control method for the Rankine cycle system according to the embodiment of the present invention will be described. The Rankine cycle system control method includes an
この制御方法において、排気ガスGからの熱の供給を受けている間は、バイパス弁32を閉じた状態とし、排気ガスGからの熱の供給が停止されたときには、バイパス弁32を閉じた状態のままで、作動媒体循環ポンプ27の運転と膨張器23からの機械的エネルギー若しくは熱エネルギーの取り出しを継続する。そして、予め設定された第1条件が満たされたときには、バイパス弁32を開弁して、作動媒体循環ポンプ27の運転を継続する。この運転の継続中に予め設定された第2条件が満たされたときに、作動媒体循環ポンプ27の運転を停止することを特徴とする制御方法である。
In this control method, while the heat supply from the exhaust gas G is received, the
この制御は、図2に示すような制御フローで実施できる。エンジン10が始動すると図2の制御フローが上級の制御フローから呼ばれてスタートし、エンジン10が運転を停止すると、図2の制御フローで必要な制御を行った後、上級の制御フローにリターンして、上級の制御フローの終了と共に終了する。
This control can be implemented by a control flow as shown in FIG. When the
この図2の制御フローがスタートすると、ステップS11で、エンジン10が停止されたか否かを判定する。ステップS11で、エンジン10が運転を停止していなければ、ステップS12で、バイパス弁32を閉じたまま、ランキンサイクルの通常の運転を行い、ステップS11に戻る。一方、ステップS11の判定でエンジン10が運転を停止したと判定されると、ステップS20の熱供給停止時制御を行い、この熱供給停止時制御の終了後に、上級の制御フローにリターンして、上級の制御フローの終了と共に終了する。
When the control flow of FIG. 2 starts, it is determined in step S11 whether or not the
ステップS20の熱供給停止時制御では、ステップS21で、バイパス弁32を閉じた状態のままで、作動媒体循環ポンプ27の運転と膨張器23からの機械的エネルギー若しくは熱エネルギーの取り出しを継続する。次のステップ22で、第1条件が満たされたか否かを判定し、第1条件が満たされていないとの判定では、ステップS21に戻る。一方、第1条件が満たされたと判定された場合には、ステップS23に行き、バイパス弁32を開弁する。なお、作動媒体循環ポンプ27の運転は継続する。
In the heat supply stop control in step S20, the operation of the working
この第1条件が満たされたか否かの判定は、膨張器23に蒸気タービンを採用した場合では、膨張器23における駆動力(機械的エネルギー)の取り出し量が予め設定した設定駆動力(設定量)よりも低くなったか否かで判定される。この駆動力の取り出し量は蒸気タービンの駆動トルクまたは回転数等や、駆動力を発電機に使用している場合には発電電力の大きさ等で判定することができる。
In the case where a steam turbine is used as the
一方、膨張器23に蒸気ボイラーを採用した場合では、膨張器23における蒸気(熱エネルギー)の取り出し量が予め設定した蒸気量(設定量)よりも低くなったか否かで判定される。この蒸気量は発生している水蒸気の流量や温度等や、水蒸気を発電機に使用している場合には発電電力の大きさ等で判定することができる。
On the other hand, when a steam boiler is employed as the
次のステップ24で、第2条件が満たされたか否かを判定し、第2条件が満たされていないとの判定では、ステップS23に戻る。一方、第2条件が満たされたと判定された場合には、ステップS25に行き、作動媒体循環ポンプ27の運転を停止する。これにより、ステップS20の熱供給停止時制御を終了し、上級の制御フローにリターンして、上級の制御フローの終了と共に終了する。
In the
この第2条件が満たされたか否かの判定は、蒸発器21に設けられた第1温度検出装置33で検出される、蒸発器21内の作動媒体Fwの温度T1(若しくは圧力P1)と、作動媒体用流路24に設けられた第2温度検出装置34で検出される、凝縮器25の下流の作動媒体Fwの温度T2との差ΔT(=T1−T2)が、予め設定した設定温度差ΔTcよりも小さくなったか否かで判定される。あるいは、蒸発器21内の作動媒体Fwの圧力P1と、凝縮器25の下流の作動媒体Fwの圧力P2との差ΔP(=P1−P2)が、予め設定した設定圧力差ΔPcよりも小さくなったか否かで判定される。
Whether the second condition is satisfied is determined by the temperature T1 (or pressure P1) of the working medium Fw in the
一方、図3に示すような、比較例のランキンサイクルシステム20Xでは、エンジン10の運転を停止し、排気ガスGからの熱の供給を停止させた場合、作動媒体循環ポンプ27を停止させて、作動媒体Fwはランキンサイクルシステム20Xの閉回路内の循環を行わすに、膨張器23からの出力も停止する。
On the other hand, in the
そのため、比較例では、蒸発器21の上流と下流を含む、作動媒体循環ポンプ27と膨張器23との間の作動媒体用流路22、28においては、高い圧力でかつ温度が高く大きな熱エネルギー量の作動媒体(気相)Fwが残り、その一方で、凝縮器25の上流と下流を含む、膨張器23と作動媒体循環ポンプ27との間の作動媒体用流路24.26においては低い圧力でかつ温度が低く小さい熱エネルギー量の作動媒体(液相)Fwが残ってしまう。
Therefore, in the comparative example, in the working
その結果、比較例では、ランキンサイクルシステム20Xの作動を停止した後でも、作動媒体Fwが高い圧力でかつ温度が高く大きな熱エネルギーを持った状態で放置されてしまい、この高い圧力の作動媒体Fwにより、停止後も高い圧力が膨張器23の前後の作動媒体用流路22、24に残留して作用し続けるので、残留ガスの漏れ対策などが必要となる。
As a result, in the comparative example, even after the operation of the
これに対して、上記の構成の本発明に係る実施の形態のランキンサイクルシステム20及びランキンサイクルシステムの制御方法によればエンジン10の運転を停止して、ランキンサイクルシステム20の蒸発器21への排気ガスGからの熱の供給を停止した後でも、蒸発器21の内部の高圧で高温の作動媒体Fwの残留蒸気により膨張器23からエネルギーを取り出せると共に、このエネルギーの取り出しにより、作動媒体Fwの残留蒸気の減圧と冷機の促進を行うことができて、ランキンサイクルシステム20の作動媒体循環ポンプ27の停止後における残留蒸気の残留圧力に起因する機器類における残留応力を低減できて、ランキンサイクルシステム20の信頼性を向上できる。
On the other hand, according to the
10 ディーゼルエンジン
20、20X ランキンサイクルシステム
21 蒸発器
22、24、26、28 作動媒体用流路
23 膨張機
25 凝縮器
27 作動媒体循環ポンプ
30 制御装置
31 バイパス流路
32 バイパス弁(流路開閉弁)
33 第1温度検出装置
34 第2温度検出装置
A 吸気
Fw 作動媒体
G 排気ガス(熱源)
DESCRIPTION OF
33 First
Claims (5)
前記膨張器を迂回するバイパス流路を設け、このバイパス流路にバイパス弁を設けて構成すると共に、
前記制御装置が、
外部からの熱源からの熱の供給を受けている間は、前記バイパス弁を閉じた状態とし、
外部からの熱源からの熱の供給が停止されたときには、前記バイパス弁を閉じた状態のままで、前記作動媒体循環ポンプの運転と前記膨張器からの機械的エネルギー若しくは熱エネルギーの取り出しを継続し、
予め設定された第1条件が満たされたときには、前記バイパス弁を開弁して、前記作動媒体循環ポンプの運転を継続し、
予め設定された第2条件が満たされたときには、前記作動媒体循環ポンプの運転を停止する熱供給停止時制御を行う熱供給停止時制御手段を備えていることを特徴とするランキンサイクルシステム。 An evaporator that vaporizes the working medium in response to heat supplied from an external heat source, an expander that extracts driving force from the vaporized working medium, a condenser that releases heat to the outside and liquefies the working medium, and operates In a Rankine cycle system having a working medium circulation pump for refluxing a medium and a control device,
A bypass flow path that bypasses the expander is provided, and a bypass valve is provided in the bypass flow path.
The control device is
While receiving heat supply from an external heat source, the bypass valve is closed,
When the supply of heat from the external heat source is stopped, the operation of the working medium circulation pump and the extraction of mechanical energy or heat energy from the expander are continued with the bypass valve closed. ,
When the preset first condition is satisfied, the bypass valve is opened and the operation of the working medium circulation pump is continued.
A Rankine cycle system comprising heat supply stop time control means for performing heat supply stop time control for stopping the operation of the working medium circulation pump when a preset second condition is satisfied.
外部からの熱源からの熱の供給を受けている間は、前記バイパス弁を閉じた状態とし、
外部からの熱源からの熱の供給が停止されたときには、前記バイパス弁を閉じた状態のままで、前記作動媒体循環ポンプの運転と前記膨張器からの機械的エネルギー若しくは熱エネルギーの取り出しを継続し、
予め設定された第1条件が満たされたときには、前記バイパス弁を開弁して、前記作動媒体循環ポンプの運転を継続し、
予め設定された第2条件が満たされたときには、前記作動媒体循環ポンプの運転を停止することを特徴とするランキンサイクルシステムの制御方法。 An evaporator that vaporizes the working medium in response to heat supplied from an external heat source, an expander that extracts driving force from the vaporized working medium, a condenser that releases heat to the outside and liquefies the working medium, and operates In a Rankine cycle system control method comprising a working medium circulation pump for refluxing a medium, and a bypass flow path that bypasses the expander and includes a bypass valve,
While receiving heat supply from an external heat source, the bypass valve is closed,
When the supply of heat from the external heat source is stopped, the operation of the working medium circulation pump and the extraction of mechanical energy or heat energy from the expander are continued with the bypass valve closed. ,
When the preset first condition is satisfied, the bypass valve is opened and the operation of the working medium circulation pump is continued.
The Rankine cycle system control method, wherein when the second condition set in advance is satisfied, the operation of the working medium circulation pump is stopped.
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