JP2019183813A - 熱エネルギー回収装置及び油検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】油分離器から膨張機に潤滑油が供給されているかどうかを判別することができる熱エネルギー回収装置を提供することである。【解決手段】油分離器７で分離されて膨張機２に供給される潤滑油の有無を検出する油検出装置８は、油分離器７から膨張機２に潤滑油を供給する油供給管１０の内外に光を透過させる第１及び第２光透過部１１、１２と、第１光透過部１１に向けて光を出射する光出射器１４と、光出射器１４から出射された光を第２光透過部１２を通して受光する受光器１５と、を有する。光出射器１４は、当該光出射器１４から出射された光が第１光透過部１１を通して潤滑油に入射するときに屈折する向きに配置される。受光器１５は、光出射器１４から出射された光の屈折の有無に基づいて光の受光の有無が左右される位置に配置される。油検出装置８は、受光器１５による受光の有無に基づいて、膨張機２に供給される潤滑油の有無を検出する。【選択図】図２

Description

本発明は、熱エネルギー回収装置及び油検出方法に関する。

熱エネルギー回収装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１の熱エネルギー回収装置は、膨張機と、凝縮器と、作動媒体を加圧するポンプと、蒸発器と、蒸発器で蒸発した作動媒体に混入している液状の潤滑油を作動媒体から分離する油分離器と、油分離器の潤滑油を前記膨張機の軸受に供給するための油供給配管と、を備える。

特開２０１１−１２２５６８号公報

上記熱エネルギー回収装置では、前記油分離器から前記膨張機の前記軸受に供給される潤滑油は前記油供給配管を流れるため、作業者は、前記潤滑油が前記膨張機の前記軸受に実際に供給されているかどうかを確認することができないという問題がある。そこで、作業者が前記膨張機の前記軸受に供給される潤滑油を確認できるように、前記油供給配管の一部を透明にすることが考えられる。しかしながら、特に、前記油分離器から前記膨張機の前記軸受に供給される潤滑油が透明である場合や、潤滑油の供給量が少ない場合には、前記油供給配管内の潤滑油の有無を目視のみにて確認することは、作業者にとって困難であるという問題が生じる。

そこで、本発明は、上記の課題に基づいてなされたものであり、その目的は、油分離器から膨張機に潤滑油が供給されているかどうかを判別することができる熱エネルギー回収装置および油検出方法を提供することである。

本発明に係る熱エネルギー回収装置は、ガス状の作動媒体を膨張させる膨張機と、前記膨張機で膨張した作動媒体を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器で凝縮した作動媒体を加圧するポンプと、前記ポンプで加圧された作動媒体を熱源媒体の熱で加熱する加熱器と、作動媒体に混入している潤滑油を作動媒体から分離する油分離器と、前記油分離器で分離されて前記膨張機に供給される潤滑油の有無を検出する油検出装置と、を備える。前記油検出装置は、前記油分離器から前記膨張機に潤滑油を供給する油供給管の内外に光を透過させる第１光透過部及び第２光透過部と、前記第１光透過部に向けて光を出射する光出射器と、前記光出射器から出射された光を前記第２光透過部を通して受光する受光器と、を有する。前記光出射器は、当該光出射器から出射された光が前記第１光透過部を通して潤滑油に入射するときに屈折する向きに配置されている。前記受光器は、前記光出射器から出射された光の前記屈折の有無に基づいて前記光の受光の有無が左右される位置に配置されている。前記油検出装置は、前記受光器による受光の有無に基づいて、前記膨張機に供給される潤滑油の有無を検出するように構成されている。

この構成によれば、受光器は、光出射器から出射された光が第１光透過部を通して潤滑油に入射するときの屈折の有無に基づいて光の受光の有無が左右される位置に配置されている。そのため、受光器は、例えば、光出射器から出射された光が潤滑油に入射して屈折した場合には、光を受光せず、前記光が前記潤滑油に入射せず屈折しなかった場合には、光を受光する。また、逆に、受光器は、光出射器から出射された光が潤滑油に入射して屈折した場合には光を受光し、前記光が前記潤滑油に入射せず屈折しなかった場合には光を受光しない。油検出装置では、受光器が受光した場合には、油分離器から膨張機に潤滑油が供給されていないと判断し、受光器が受光しなかった場合には、前記潤滑油が供給されていると判断する。このように、油検出装置により、油分離器から膨張機に潤滑油が供給されているかどうかが判別される。さらに、受光器の受光の有無は、光出射器から出射された光が潤滑油に入射するときに生じる屈折の有無に左右されるため、潤滑油が透明であっても、油検出装置は、油分離器から膨張機に供給される潤滑油の有無を検出することができる。また、作動媒体に混入している潤滑油は、油分離器において作動媒体から分離されるため、油分離器から膨張機に供給される潤滑油には作動媒体が混入しにくい。そのため、油分離器から膨張機に供給される潤滑油内に作動媒体の気泡が存在しにくくなり、光出射器から出射された光は、気泡の影響を受けることなく進むことができる。そのため、光出射器から出射された光の進路が気泡の影響によってずれてしまうことにより、例えば、潤滑油が供給されているにも関わらず、受光器が、光出射器から出射された光を受光してしまう誤検知を防ぐことができる。

上記構成において、前記油分離器は、前記加熱器と前記膨張機との間に配置されていてもよい。

この構成によれば、作動媒体は、油分離器で潤滑油と分離される際に、加熱器による加熱によって高温になっているため、油分離器において液化しにくい。そのため、油分離器において作動媒体の一部が液化して膨張機に供給される潤滑油に混入しにくくなるので、光出射器から出射された光の進路が作動媒体の影響によってずれにくくなる。

上記構成において、前記受光器は、前記光出射器から出射された光が潤滑油によって屈折しないときの前記光の進路上に配置されていてもよい。

この構成によれば、油供給管内に潤滑油のない状態で受光器の位置合わせを行うことができるので、光出射器に対する受光器の位置合わせが容易になる。

上記構成において、前記油検出装置は、前記油供給管において下方に凹んだ油溜まりを有してもよい。前記光出射器は、前記光出射器から出射された光が前記油溜まりによって規定される凹空間を通過するように配置されていてもよい。

この構成によれば、油供給管において下方に凹んだ油溜まりを有するので、潤滑油の供給量が少なくても、油分離器から膨張機に潤滑油が供給されている間は、潤滑油の一部が油溜まりによって規定される凹空間に留まるようになる。さらに、光出射器は、光出射器から出射された光が油溜まりによって規定される凹空間を通過するように配置されているので、光出射器から出射された光は、凹空間において潤滑油に入射しやすくなる。そのため、油分離器から膨張機に潤滑油が供給されているにも関わらず、光出射器から出射された光が潤滑油を通過しないことを防止することができる。

上記構成において、前記油検出装置は、前記光出射器から出射され前記第１光透過部を透過した光を反射する反射板を有してもよい。

この構成によれば、光出射器から出射され第１光透過部を透過した光は、反射板で反射するので、光出射器から受光器までの光路長が大きくなる。そのため、潤滑油に入射して屈折した光の進路は、潤滑油に入射せず屈折しない場合の光の進路に対して大きくずれる。そのため、油検出装置は、受光器の受光の有無に基づいて潤滑油の供給の有無を検出しやすくなる。さらに、反射板の存在により、光出射器から出射された光の第１光透過部に対する入射角を大きくしても、その光は、第２光透過部を通して油供給管から抜け出せるようになる。そのため、光出射器から出射された光が潤滑油に入射するときに屈折する向きに光出射器を配置しつつ、光出射器から出射された光が第２光透過部を通して油供給管から抜け出せるようにすることが容易になる。すなわち、光出射器の位置合わせが容易になる。

上記構成において、前記反射板は、前記光出射器から出射された光を複数回反射するように複数配置されていてもよい。

この構成によれば、光出射器から出射された光は、複数の反射板で複数回反射するので、光出射器から受光器までの光路長がより大きくなる。そのため、光出射器から出射された光の進路は、さらに大きくずれるので、潤滑油に入射して屈折した光の進路は、潤滑油に入射せず屈折しないときの光の進路に対してより大きくずれるようになる。したがって、油検出装置は、受光器の受光の有無に基づいて潤滑油の供給の有無をより検出しやすくなる。さらに、複数の反射板の存在により、光出射器から出射された光の第１光透過部に対する入射角をさらに大きくしても、その光は、第２光透過部を通して油供給管から抜け出せるようになる。そのため、光出射器から出射された光が潤滑油に入射するときに屈折する向きに光出射器を配置しつつ、光出射器から出射された光が第２光透過部を通して油供給管から抜け出せるようにすることがより容易になる。すなわち、光出射器の位置合わせがより容易になる。

上記構成において、前記光出射器から出射される光は、レーザ光であってもよい。

この構成によれば、光出射器から出射される光の指向性が高くなるので、例えば、光出射器から出射された光が潤滑油に入射して屈折したにも関わらず、受光器が受光してしまうことを防止しやすくなる。

上記構成において、前記油検出装置は、前記第１及び第２光透過部と前記光出射器と前記受光器とを覆う囲いを備えてもよい。

この構成によれば、第１及び第２光透過部と光出射器と受光器とが囲いによって囲まれているので、油検出装置の周囲の埃が囲いの内部に侵入して光透過部に付着するのを防ぐことができる。そのため、光出射器から出射された光が第１及び第２光透過部に付着した埃によって反射してしまうことにより、例えば、潤滑油が供給されていないにも関わらず、受光器が受光できないことを防止することができる。

本発明に係る油検出方法は、熱エネルギー回収装置の油分離器において作動媒体に混入している潤滑油を作動媒体から分離する油分離工程と、前記油分離器において分離された潤滑油を前記油分離器から膨張機に供給する油供給工程と、前記油分離器から前記膨張機に潤滑油を供給する油供給管の内部へ光を透過させる光透過部に向けて光出射器から光を出射し、その出射された光が前記油供給管の内部の潤滑油に入射するときに生じる屈折の有無に基づいて受光器の前記光の受光の有無が左右され、この受光の有無に基づいて前記膨張機に供給される潤滑油の有無を検出する油検出工程と、を含む。

この構成によれば、光透過部に向けて出射された光が油供給管の内部の潤滑油に入射するときに生じる屈折の有無に基づいて光の受光の有無が左右され、この受光の有無に基づいて膨張機に供給される潤滑油の有無が検出される。そのため、膨張機に供給される潤滑油の有無が判別される。さらに、受光器の受光の有無は、光出射器から出射された光が潤滑油に入射するときに生じる屈折の有無により左右されるので、潤滑油が透明であっても、膨張機に供給される潤滑油の有無を検出することができる。さらに、油分離工程において作動媒体に混入している潤滑油が作動媒体から分離されるので、油分離器から膨張機に供給される潤滑油には、作動媒体が混入しにくい。そのため、油分離器から膨張機に供給される潤滑油内に作動媒体の気泡が存在しにくくなり、光透過部に向けて出射された光は、作動媒体の気泡の影響を受けることなく進むことができる。そのため、光透過部に向けて出射された光の進路が気泡の影響によってずれてしまうことにより、例えば、潤滑油が供給されているにも関わらず、受光器が、光出射器から出射された光を受光してしまう誤検知を防ぐことができる。

本発明によれば、油分離器から膨張機に潤滑油が供給されているかどうかを判別することができる。

第１の実施形態に係る熱エネルギー回収装置を示す概略構成図である。 第１の実施形態に係る熱エネルギー回収装置の油検出装置を示す概略構成図である。 第１の実施形態に係る熱エネルギー回収装置の油検出装置の油溜まりを示す図である。 第１の実施形態に係る熱エネルギー回収装置の油検出装置の光出射器から出射された光の進路を示す図である。 第１の実施形態に係る熱エネルギー回収装置の油検出装置の光出射器から出射された光の進路を示す他の図である。 第２の実施形態に係る熱エネルギー回収装置の油検出装置を示す図である。 第２の実施形態に係る熱エネルギー回収装置の油検出装置の光出射器から出射された光の進路を示す図である。 第２実施形態の変形例に係る熱エネルギー回収装置の油検出装置を示す図である。

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の各実施形態に係る熱エネルギー回収装置１を説明するために必要となる主要な構成要素を簡略化して示したものである。したがって、本発明の各実施形態に係る熱エネルギー回収装置１は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成要素を備え得る。以下、図１を参照しながら、第１実施形態の熱エネルギー回収装置１について説明する。

熱エネルギー回収装置１は、図１に示すように、膨張機２と、動力回収機３と、凝縮器４と、ポンプ５と、加熱器６と、油分離器７と、油検出装置８と、を有する。熱エネルギー回収装置１は、膨張機２と凝縮器４とポンプ５と加熱器６と油分離器７とをこの順で接続し、作動媒体を循環させる作動媒体循環管９と、油分離器７から膨張機２に潤滑油を供給する油供給管１０と、を更に有する。

油供給管１０は、第１油供給管１０ａと第２油供給管１０ｂと流路部１９とを有する。第１油供給管１０ａは、油分離器７の下部と流路部１９とを接続している。第２油供給管１０ｂは、流路部１９と膨張機２とを接続している。流路部１９は、第１油供給管１０ａと第２油供給管１０ｂとの間に設けられている。流路部１９は、中空状に形成され、その内部空間１９ａは、第１油供給管１０ａ内の通路と第２油供給管１０ｂ内の通路と連通している。そのため、流路部１９の内部空間１９ａは、第１油供給管１０ａ内の通路と第２油供給通路１０ｂ内の通路とともに潤滑油が流れる油供給通路を構成している。流路部１９としては、例えば、配管に接続され、管内を流れる流体を作業者が目視するために使用されるサイトグラスを用いることができる。

潤滑油は、例えば、膨張機２のスクリュロータのロータ軸を支持する軸受に供給するために用いることができる。

膨張機２は、ガス状の作動媒体を膨張させる。作動媒体としては、有機冷媒（例えば、ＨＦＣ２４５ｆａ）が用いられる。

動力回収機３は、膨張機２に接続されている。動力回収機３は、例えば、膨張機２において膨張するガス状の作動媒体の膨張エネルギーにより回転駆動される発電機として用いられることができる。

凝縮器４は、作動媒体循環管９における膨張機２の下流側の部位に設けられている。凝縮器４は、膨張機２から流出した気相の作動媒体と冷却源から供給される冷却媒体（冷却水等）とを熱交換させることによって作動媒体を凝縮させる。

ポンプ５は、作動媒体循環管９における凝縮器４の下流側の部位に設けられている。ポンプ５は、凝縮器４で凝縮された液相の作動媒体を所定の圧力まで加圧して加熱器６に送る。

加熱器６は、作動媒体循環管９におけるポンプ５の下流側の部位に設けられている。過熱器６は、ポンプ５で加圧された液相の作動媒体と熱源から供給される熱源媒体（温水、排ガス等）とを熱交換させることによって作動媒体を加熱する。第１実施形態では、液相の作動媒体を蒸発させる蒸発器が用いられる。

油分離器７は、作動媒体循環管９における加熱器６の下流側であって加熱器６と膨張機２との間に設けられている。油分離器７は、作動媒体に混入している潤滑油を比重差によって作動媒体から分離する。作動媒体から分離された潤滑油は、油分離器７内の下方に貯まる。一方、潤滑油が分離された気相の作動媒体は、油分離器７内の潤滑油の上方に移動する。尚、油分離器７は、作動媒体循環管９における膨張機２の下流側であって膨張機２と凝縮器４との間に設けられてもよい。

以下、図２、３を参照しながら、油検出装置８について説明する。油検出装置８は、第１光透過部１１と、第２光透過部１２と、油溜まり１３と、光出射器１４と、受光器１５と、作動器１７と、囲い１６と、を有し、油分離器７から膨張機２に供給される潤滑油の有無を検出する。

第１及び第２光透過部１１、１２は、流路部１９において油供給管１０に沿う方向の壁面の一部を透明かつ円形に形成したものであり、光を流路部１９の内外へ透過させる。第１及び第２光透過部１１、１２は、流路部１９の壁面において互いに略水平方向に対向するように配置されている。第１及び第２光透過部１１、１２は、平板状に形成されている。つまり、第１及び第２光透過部１１、１２を通して、潤滑油の有無が分かる。尚、第１及び第２光透過部１１、１２は、流路部１９としてサイトグラスを用いた場合には、サイトグラスの透明な窓を第１及び第２光透過部１１、１２とすることができる。また、油供給管１０は、一本の管として構成されてもよい。この場合、油供給管１０の壁面は、断面四角形状の通路を形成し、かつ、全体を透明に形成したものであってもよい。そして、第１及び第２光透過部１１、１２は、油供給管１０の壁面の透明部分において互いに略水平方向に対向する部位とされる。尚、油供給管１０の壁面は、その一部を透明に形成したものでもよい。

油溜まり１３は、図３に示すように、流路部１９において第１及び第２油供給通路１０ａ、１０ｂの下端よりも下方に凹んだ部位である。そのため、流路部１９の内部空間１９ａは、油溜まり１３によって規定される凹空間１３ａを有し、その凹空間１３ａには、第１油供給管１０ａから潤滑油が流入して留まる。油溜まり１３と凹空間１３ａは、第１光透過部１１に隣接する位置から第２光透過部１２に隣接する位置まで延びるように形成されている。尚、油溜まり１３は、省略されていてもよい。

光出射器１４は、第１光透過部１１に向けて第１光透過部１１の外側から光を出射する。光出射器１４から出射される光は、第１及び第２光透過部１１、１２を透過できるものであれば特に限定されないが、例えば、レーザ光を用いることができる。光出射器１４は、第１光透過部１１を通して油溜まり１３によって規定される凹空間１３ａを光が通過し、かつ、凹空間１３ａを通過した光が第２光透過部１２を通して凹空間１３ａから抜け出せる向きに配置されている。さらに、光出射器１４は、光出射器１４から出射された光が凹空間１３ａにおいて潤滑油に入射するときに屈折する向きに配置されている。具体的には、光出射器１４は、図２に示すように、光出射器１４から出射された光が第１光透過部１１を斜めに通過するように配置されている。尚、油溜まり１３が省略される場合には、光出射器１４は、光出射器１４から出射された光が第１光透過部１１を通して流路部１９の内部空間１９ａを通過し、かつ、第２光透過部１２を通して内部空間１９ａから抜け出せる向きに配置される。

受光器１５は、第２光透過部１２の外側側方であって、光出射器１４から出射された光が油溜まり１３によって規定される凹空間１３ａおいて潤滑油に入射するときに生じる屈折の有無に基づいて前記光の受光の有無が左右される位置に配置されている。具体的には、受光器１５は、凹空間１３ａに潤滑油が溜まっていないときの光出射器１４から出射された光の進路上であって（図４の実線矢印、図５の破線矢印参照）、凹空間１３ａに潤滑油が溜まっているときの光出射器１４から出射された光が凹空間１３ａの潤滑油に入射することによって屈折したときの光の進路上からずれた位置に配置されている（図５の実線矢印参照）。これにより、光出射器１４から出射された光が凹空間１３ａの潤滑油を通過しなかった場合には、受光器１５は、光出射器１４から出射された光を受光する。一方、光出射器１４から出射された光が凹空間１３ａの潤滑油を通過して屈折が生じた場合には、受光器１５は、光出射器１４から出射された光を受光しない。尚、受光器１５は、光出射器１４から出射された光が凹空間１３ａの潤滑油を通過して屈折したときの光の進路上であって、凹空間１３ａに潤滑油が溜まっていないときの光の進路からずれた位置に配置されてもよい。受光器１５は、作動器１７と電気的に接続されており、光出射器１４から出射された光を受光すると、作動器１７に信号を送信するように構成されている。

作動器１７は、図２に示すように、囲い１６の外側に設置されており、受光器１５から信号を受信すると点灯するように構成されている。尚、作動器１７の作動は、例えば、音が鳴るように構成されてもよいが、これに限定されることはない。作動器１７の作動は、油分離器７から膨張機２へ供給される潤滑油がなくなったことを作業者が知ることができるように作動すればよく、いずれの方法で知らせてもよい。

囲い１６は、第１及び第２光透過部１１、１２と光出射器１４と受光器１５とを覆うように箱型に形成され、内部に埃や光が侵入しないように内部を密閉している。尚、囲い１６は、省略されていてもよい。

上記のように構成された熱エネルギー回収装置１を用いて油分離器７から膨張機２に供給される潤滑油の油検出方法について説明する。

上記熱エネルギー回収装置１が駆動されると、ポンプ５の吐出圧力によって作動媒体が作動媒体循環管９を加熱器６と油分離器７と膨張機２と凝縮器４とを順に循環し、熱源媒体の熱エネルギーが作動媒体を介して動力回収機３で回収される。このとき、油分離器７において作動媒体に混入している潤滑油が作動媒体から分離される油分離工程と、油分離工程において分離された潤滑油を油分離器７から膨張機２に供給する油供給工程と、油分離器７から膨張機２に供給される潤滑油の有無を検出する油検出工程と、が行われる。

油分離工程では、油分離器７において、加熱器６で蒸発した気相の作動媒体と混ざり合っている潤滑油が比重差によって作動媒体から分離される。作動媒体から分離された潤滑油は、気相の作動媒体よりも比重が大きいので、油分離器７内の下方に貯められる。一方、気相の作動媒体は、潤滑油よりも比重が小さいので、油分離器７内の潤滑油の上方に移送される。

油供給工程では、油分離器７に貯められた潤滑油が油供給管１０を通して膨張機２に供給される。

油検出工程では、まず、光出射器１４から第１光透過部１１を通して油溜まり１３によって規定される凹空間１３ａ向けて光を出射させる。このとき、光出射器１４から出射された光は、凹空間１３ａにおいて潤滑油に入射すると、図５の実線に示すように屈折する。この光は、第２光透過部１２を通して凹空間１３ａから抜け出し、受光器１５に対してずれるように進行する。受光器１５は、光出射器１４から出射された光を受光せず、作動器１７に信号を送信しない。その結果、作動器１７は、作動しない。作業者は、作動器１７が作動していないことを確認することにより、潤滑油が膨張機２に供給されていることを知ることができる。

一方、凹空間１３ａに潤滑油が存在しない場合は、光出射器１４から出射された光は、潤滑油に入射しないため、潤滑油を通過することによる光の屈折は生じず、前記光は、図５の破線矢印に示すように進行する。このとき、受光器１５は、光出射器１４から出射された光を受光し、信号を作動器１７に送信する。作動器１７は、受光器１５からの信号を受信すると、作動する。作業者は、作動器１７が作動していることを確認することにより、油分離器７から膨張機２に潤滑油が供給されていないことを知ることができる。

第１実施形態の熱エネルギー回収装置１によれば、受光器１５は、光出射器１４から出射された光が潤滑油に入射しないときの光の進路上であって、光出射器１４から出射された光が潤滑油に入射して屈折したときの光の進路上からずれた位置に配置されている。そのため、光出射器１４から出射された光が潤滑油に入射せず屈折しなかった場合には、受光器１５は、光を受光する。一方、光出射器１４から出射された光が潤滑油に入射して屈折した場合には、受光器１５は、光を受光しない。このように、光出射器１４から出射された光が潤滑油に入射して屈折する場合と潤滑油に入射せず屈折しない場合との間で受光器１５の受光の有無が変化する。そのため、油検出装置８は、受光器１５の受光の有無に基づいて油分離器７から膨張機２に潤滑油が供給されているかどうかを判別することができる。

さらに、受光器１５の受光の有無は、光出射器１４から出射された光が潤滑油に入射するときに生じる屈折の有無に左右されるため、潤滑油が透明であっても、油検出装置８は、油分離器７から膨張機２に供給される潤滑油の有無を検出することができる。

また、作動媒体に混入している潤滑油は、油分離器７において作動媒体から分離されるため、油分離器７から膨張機２に供給される潤滑油には作動媒体が混入しにくい。そのため、油分離器７から膨張機２に供給される潤滑油内に作動媒体が存在しにくくなり、光出射器１４から出射されて潤滑油に入射した光は、作動媒体の影響を受けることなく進むことができる。そのため、光出射器１４から出射された光の進路が作動媒体の影響によってずれることにより、受光器１５が、油分離器７から膨張機２に潤滑油が供給されているにも関わらず、光出射器１４から出射された光を受光してしまう誤検知を防ぐことができる。

第１実施形態の熱エネルギー回収装置１によれば、油分離器７は、作動媒体循環管９における加熱器６の下流側であって加熱器６と膨張機２との間に設けられている。そのため、作動媒体は、油分離器７で潤滑油と分離される際に、加熱器６による加熱によって高温になっているため、作動媒体は、油分離器７において液化しにくい。したがって、油分離器７において作動媒体の一部が液化して潤滑油に混入することが少なくなるので、光出射器１４から出射された光の進路における潤滑油内の作動媒体の影響が小さくなる。

第１実施形態の熱エネルギー回収装置１によれば、受光器１５は、光出射器１４から出射された光が潤滑油に入射しないときの光の進路上に配置されているので、流路部１９の内部空間１９ａに潤滑油のない状態で受光器の位置合わせを行うことができる。そのため、光出射器１４に対する受光器１５の位置合わせが容易になる。

第１実施形態の熱エネルギー回収装置１によれば、油検出装置８は、流路部１９において潤滑油が溜まる下方に凹んだ油溜まり１３を有するので、油分離器７から膨張機２に供給される潤滑油の供給量が少なくても、潤滑油が供給されている間は、潤滑油の一部が油溜まり１３によって規定される凹空間１３ａに留まるようになる。さらに、光出射器１４は、光出射器１４から出射された光が凹空間１３ａを通過するように配置されているので、光出射器１４から出射された光は、潤滑油の供給量が少なくても、潤滑油に入射するようになる。そのため、潤滑油が供給されているにも関わらず、光出射器１４から出射された光が潤滑油に入射しないことを防止することができる。

第１実施形態の熱エネルギー回収装置１によれば、油検出装置８は、第１及び第２光透過部１１、１２と光出射器１４と受光器１５とを覆う囲い１６を備えるので、油検出装置８の周囲の埃が囲い１６の内部に侵入し、第１及び第２光透過部１１、１２に付着してしまうことを防ぐことができる。そのため、光出射器１４から出射された光が、第１及び第２光透過部１１、１２に付着した埃によって反射することが防止されるので、凹空間１３ａに油が存在しないにも関わらず、光出射器１４から出射された光を受光器１５が受光しないことを防止することができる。

第１実施形態の熱エネルギー回収装置１によれば、光出射器１４から出射される光は、レーザ光であるので、指向性が高い。そのため、光出射器１４から出射された光が、油溜まり１３において潤滑油に入射して屈折したにも関わらず、受光器１５が受光してしまうことを防止しやすくなる。

以上に説明した熱エネルギー回収装置１は、本発明の一実施形態であり、その具体的構成については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、第１実施形態の変形例について説明する。

上記熱エネルギー回収装置１では、加熱器６は、ポンプ５で加圧された液相の作動媒体を蒸発させる蒸発器が用いられたが、上記蒸発器と、上記蒸発器で蒸発した気相の作動媒体を過熱する過熱器と、を備えてもよい。

また、加熱器６は、ポンプ５で加圧された液相の作動媒体を予熱する予熱器と、予熱器により予熱された液相の作動媒体を蒸発させる蒸発器と、蒸発器で蒸発した気相の作動媒体を過熱する過熱器と、を備えてもよい。

以下、第２実施形態の熱エネルギー回収装置について説明する。尚、第１実施形態の熱エネルギー回収装置１と対応する要素については、第１実施形態と同様の符号を付して、その説明を省略する。

第２実施形態の熱エネルギー回収装置では、油検出装置８は、図６、７に示すように、光出射器１４から出射された光を反射する反射板１８を油溜まり１３によって規定される凹空間１３ａに更に有する点で、第１実施形態と相違する。反射板１８は、凹空間１３ａにおける潤滑油の流れ方向の上流側に配置され、潤滑油の流れ方向の下流側を向いている。尚、反射板１８の配置は、凹空間１３ａに限定されるものではなく、流路部１９の内部空間１９ａ内であればよい。また、反射板１８は、凹空間１３ａにおける潤滑油の流れ方向の下流側に配置されてもよい。この場合は、反射板１８は、潤滑油の流れ方向の上流側を向くように設置される。反射板１８は、例えば、金属の表面を鏡面仕上げしたものや、反射鏡を用いることができるが、これらに限定されない。反射板１８は、光出射器１４から出射された光を反射できるものであればいずれのものでもよい。

第２実施形態の熱エネルギー回収装置では、光出射器１４から出射された光は、図７に示すように、反射板１８で反射するので、光出射器１４から受光器１５までの光路長が大きくなる。そのため、潤滑油に入射して屈折した光の進路は、潤滑油に入射せず屈折しないときの光の進路に対して大きくずれる。そのため、油検出装置８は、受光器１５の受光の有無に基づいて潤滑油の供給の有無を検出しやすくなる。

さらに、反射板１８の存在により、光出射器１４から出射された光の第１光透過部１１に対する入射角を大きくしても、その光は、第２光透過部１２を通して流路部１９の内部空間１９ａにおける凹空間１３ａから抜け出せるようになる（図７参照）。そのため、光出射器１４から出射された光が凹空間１３ａにおいて潤滑油に入射するときに屈折する向きに光出射器１４を配置しつつ、光出射器１４から出射された光が第２光透過部１２を通して流路部１９の凹空間１３ａから抜け出せるようにすることが容易になる。すなわち、光出射器１４の位置合わせが容易になる。

第２実施形態の熱エネルギー回収装置では、図８に示すように、光出射器１４から出射された光を複数回反射するように複数個の反射板１８が油溜まり１３によって規定される凹空間１３ａに配置されてもよい。図８の例では、２つの反射板１８が、凹空間１３ａにおける潤滑油の流れ方向の上流側と下流側にそれぞれ配置されている。このようにすると、光出射器１４から出射された光は、２つの反射板１８で少なくとも２回反射するので、光出射器１４から受光器１５までの光路長が反射板１８で１回反射する場合と比べて大きくなる。そのため、潤滑油に入射して屈折した光の進路は、潤滑油に入射せず屈折しない場合の光の進路に対してより大きくずれるので、油検出装置８は、受光器１５の受光の有無に基づいて潤滑油の供給の有無をより検出しやすくなる。

さらに、複数の反射板１８の存在により、光出射器１４から出射された光の第１光透過部１１に対する入射角をさらに大きくしても、その光は、第２光透過部１２を通して流路部１９の内部空間１９ａにおける凹空間１３ａから抜け出せるようになる。そのため、光出射器１４から出射された光が潤滑油に入射するときに屈折する向きに光出射器１４を配置しつつ、光出射器１４から出射された光が第２光透過部１２を通して凹空間１３ａから抜け出せるようにすることがより容易になる。すなわち、光出射器１４の位置合わせがより容易になる。

１ 熱エネルギー回収装置
２ 膨張機
４ 凝縮器
５ ポンプ
６ 加熱器
７ 油分離器
８ 油検出装置
１０ 油供給管
１１ 第１光透過部
１２ 第２光透過部
１３ 油溜まり
１３ａ 凹空間
１４ 光出射器
１５ 受光器
１６ 囲い
１８ 反射板

Claims (9)

1. ガス状の作動媒体を膨張させる膨張機と、
   前記膨張機で膨張した作動媒体を凝縮させる凝縮器と、
   前記凝縮器で凝縮した作動媒体を加圧するポンプと、
   前記ポンプで加圧された作動媒体を熱源媒体の熱で加熱する加熱器と、
   作動媒体に混入している潤滑油を作動媒体から分離する油分離器と、
   前記油分離器で分離されて前記膨張機に供給される潤滑油の有無を検出する油検出装置と、を備え、
   前記油検出装置は、前記油分離器から前記膨張機に潤滑油を供給する油供給管の内外に光を透過させる第１光透過部及び第２光透過部と、前記第１光透過部に向けて光を出射する光出射器と、前記光出射器から出射された光を前記第２光透過部を通して受光する受光器と、を有し、
   前記光出射器は、当該光出射器から出射された光が前記第１光透過部を通して潤滑油に入射するときに屈折する向きに配置され、
   前記受光器は、前記光出射器から出射された光の前記屈折の有無に基づいて前記光の受光の有無が左右される位置に配置され、
   前記油検出装置は、前記受光器による受光の有無に基づいて、前記膨張機に供給される潤滑油の有無を検出するように構成されている、熱エネルギー回収装置。
2. 前記油分離器は、前記加熱器と前記膨張機との間に配置されている、請求項１に記載の熱エネルギー回収装置。
3. 前記受光器は、前記光出射器から出射された光が潤滑油によって屈折しないときの前記光の進路上に配置されている請求項１又は２に記載の熱エネルギー回収装置。
4. 前記油検出装置は、前記油供給管において下方に凹んだ油溜まりを有し、
   前記光出射器は、前記光出射器から出射された光が前記油溜まりによって規定される凹空間を通過するように配置されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱エネルギー回収装置。
5. 前記油検出装置は、前記光出射器から出射され前記第１光透過部を透過した光を反射する反射板を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱エネルギー回収装置。
6. 前記反射板は、前記光出射器から出射された光を複数回反射するように複数配置されている請求項５に記載の熱エネルギー回収装置。
7. 前記光出射器から出射される光は、レーザ光である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱エネルギー回収装置。
8. 前記油検出装置は、前記第１及び第２光透過部と前記光出射器と前記受光器とを覆う囲いを備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱エネルギー回収装置。
9. 熱エネルギー回収装置の油分離器において作動媒体に混入している潤滑油を作動媒体から分離する油分離工程と、
   前記油分離器において分離された潤滑油を前記油分離器から膨張機に供給する油供給工程と、
   前記油分離器から前記膨張機に潤滑油を供給する油供給管の内部へ光を透過させる光透過部に向けて光出射器から光を出射し、
   その出射された光が前記油供給管の内部の潤滑油に入射するときに生じる屈折の有無に基づいて受光器の前記光の受光の有無が左右され、この受光の有無に基づいて前記膨張機に供給される潤滑油の有無を検出する油検出工程と、を含む、油検出方法。

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