JP5747058B2 - Compressor - Google Patents
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Description
本発明は、気体を圧縮する圧縮機に係わり、特に、排熱を回収する圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor that compresses gas, and more particularly, to a compressor that recovers exhaust heat.
圧縮機は、例えば空気を圧縮する際に多大な熱量が発生し、圧縮空気が高温となる。圧縮空気は、高温のまま使用される場合もあるが、一般的には、大気温度近くまで冷却され、さらに除湿されて使用される。また、圧縮機では、潤滑や冷却のために油や水を使用することがあり、高温となった油や水は冷却される。このように圧縮機で発生した熱は圧縮空気、油、又は水などを介して排熱されることになるが、この排熱を回収する装置の一つとして、圧縮機本体及び吐出配管に熱電変換素子を装着したものが提唱されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の従来技術では、圧縮機本体及び吐出配管などの高温部からの熱を熱電変換素子で電力変換し、レギュレータを通じて電圧変換して、冷却ファンやオイルポンプ等の補器に電力供給するようなっている。
For example, when compressing air, a compressor generates a great amount of heat, and the compressed air becomes high temperature. Compressed air may be used at a high temperature, but is generally cooled to near atmospheric temperature and dehumidified before use. Moreover, in a compressor, oil and water may be used for lubrication and cooling, and the oil and water which became high temperature are cooled. The heat generated in the compressor is exhausted through compressed air, oil, water, etc. As one of devices for recovering this exhaust heat, thermoelectric conversion is performed on the compressor body and the discharge pipe. A device equipped with an element has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In the prior art described in
しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。すなわち、上記特許文献1に記載の従来技術では、圧縮機本体及び吐出配管に熱電変換素子を装着している。ところが、圧縮機本体や吐出配管などの高温部は表面積に限りがあり、熱電変換素子の面積を大きく確保することができない。そのため、排熱回収効率の点で改善の余地があった。
However, there are the following problems in the above-described prior art. That is, in the prior art described in
本発明の目的は、排熱回収効率を向上させることができる圧縮機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a compressor capable of improving exhaust heat recovery efficiency.
(1)上記目的を達成するために、本発明は、圧縮室内に油又は水が供給された状態で空気を圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体から吐出された圧縮空気に含まれる油又は水を分離する分離器とを備えた圧縮機において、前記分離器で分離された圧縮空気を作動流体と熱交換して冷却する圧縮空気用の熱交換器、及び前記分離器で分離された油又は水を前記作動流体と熱交換して冷却する油用又は水用の熱交換器を含む、複数の熱交換器と、前記複数の熱交換器で加熱されて気化した前記作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機と、前記膨張機から供給された前記作動流体を冷却して液化し、この液化した作動流体を前記複数の熱交換器に供給する凝縮器と、前記複数の熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器の間で前記作動流体を循環させる循環ポンプと、前記分離器の上流側で油又は水を含む圧縮空気の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記複数の熱交換器、前記膨張機、前記凝縮器、及び前記循環ポンプでランキンサイクルを構成し、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記ランキンサイクルの循環流量を制御する流量制御手段を有する。 (1) In order to achieve the above object, the present invention provides a compressor main body that compresses air in a state where oil or water is supplied into the compression chamber, and oil contained in the compressed air discharged from the compressor main body. Or a compressor having a separator for separating water, a heat exchanger for compressed air that cools the compressed air separated by the separator by exchanging heat with a working fluid, and separated by the separator A plurality of heat exchangers including a heat exchanger for oil or water that cools oil or water by exchanging heat with the working fluid, and the working fluid that has been heated and vaporized by the plurality of heat exchangers is expanded. An expander that generates a driving force, a condenser that cools and liquefies the working fluid supplied from the expander, and supplies the liquefied working fluid to the plurality of heat exchangers; The working fluid between the heat exchanger, the expander, and the condenser A circulation pump for circulating said and a temperature detecting means for detecting the temperature of the compressed air containing oil or water on the upstream side of the separator, the plurality of heat exchangers, said expander, said condenser, and said circulation A Rankine cycle is constituted by a pump, and flow rate control means for controlling the circulation flow rate of the Rankine cycle according to the detection result of the temperature detection means .
(2)上記(1)において、好ましくは、前記圧縮機本体の動力を生成する原動機と、前記原動機と前記圧縮機本体との間で接続されたギア装置とを備えており、前記複数の熱交換器は、前記ギア装置で潤滑されて加熱された潤滑油を前記作動流体と熱交換して冷却する潤滑油用の熱交換器をさらに含む。 (2) In the above (1), preferably, the apparatus includes a prime mover that generates power of the compressor body, and a gear device connected between the prime mover and the compressor body, and the plurality of heats The exchanger further includes a heat exchanger for lubricating oil that cools the lubricating oil that has been lubricated and heated by the gear device by exchanging heat with the working fluid.
(4)上記(1)〜(3)のいずれか1つにおいて、好ましくは、前記複数の熱交換器は、交換熱量が大きくなる順序で前記作動媒体が流通するように直列接続される。 (4) In any one of the above (1) to (3), preferably, the plurality of heat exchangers are connected in series so that the working medium flows in an order in which the amount of exchange heat increases.
これにより、作動流体を効率よく気化させることができ、排熱回収効率を向上させることができる。 Thereby, a working fluid can be efficiently vaporized and exhaust heat recovery efficiency can be improved.
(5)上記(1)〜(4)のいずれか1つにおいて、好ましくは、前記膨張機に接続された発電機を備える。 (5) In any one of said (1)-(4), Preferably, the generator connected to the said expander is provided.
これにより、圧縮機の排熱を回収して生成した駆動力を電力に変換することができる。 Thereby, the driving force generated by collecting the exhaust heat of the compressor can be converted into electric power.
(6)上記(5)において、好ましくは、前記圧縮機本体の動力を生成する原動機である電動機の回転数を可変するインバータを備え、前記発電機に前記インバータが接続される。 (6) In the above (5), preferably, an inverter that changes a rotational speed of an electric motor that is a prime mover that generates power of the compressor body is provided, and the inverter is connected to the generator.
本発明によれば、排熱回収効率を向上させることができる。 According to the present invention, exhaust heat recovery efficiency can be improved.
本発明の第1の実施形態を図1により説明する。図1は、本実施形態における圧縮機の要部構成を表す概略図である。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a main configuration of a compressor in the present embodiment.
この図1において、無給油・無給水式の圧縮機は、スクリュー式の圧縮機本体1と、この圧縮機本体1に図示しないギア装置(増速装置)を介し接続され、圧縮機本体1を駆動する電動機2と、圧縮機本体1の吸込側に設けられた吸気フィルタ3及び吸込み絞り弁4とを備えている。そして、電動機2によって圧縮機本体1が駆動すると、吸気フィルタ3及び吸込み絞り弁4を経由して空気(大気)を吸い込み、所定の圧力まで圧縮し、圧縮空気を吐出するようになっている。なお、図示しない制御装置は、吸込み絞り弁4を開放状態から閉塞状態に切り換えることで、負荷運転から無負荷運転に切り換えるようになっている。
In FIG. 1, an oil-free / water-free compressor is connected to a screw-
ここで本実施形態の大きな特徴として、圧縮機本体1の吐出側には圧縮空気を例えば大気温度近くまで冷却する熱交換器5が設けられており、この熱交換器5を介し圧縮空気から排熱を回収する排熱回収装置が設けられている。この排熱回収装置は、圧縮空気との熱交換により作動流体(水若しくは冷媒)を加熱して気化する熱交換器5と、この熱交換器5で気化した作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機6と、膨張機6からの作動流体を冷却して液化する凝縮器7と、この凝縮器7で液化した作動流体を熱交換器5に供給する循環ポンプ8とを備えており、ランキンサイクルを構成している。
Here, as a major feature of the present embodiment, a
また、膨張機6には発電機9が接続されており、膨張機6で生成した駆動力を電力に変換するようになっている。そして、発電機9で生成した電力は、例えば、電源系統に戻して他の装置に供給する電力を賄うことが可能である(言い換えれば、電力会社に売電することが可能である)。その際、電力の周波数制御のためのインバータ(図示せず)を、発電機9に接続してもよい。
A
また、発電機9で生成した電力は、例えば圧縮機内の補器(例えば機内換気用の冷却ファン等)を駆動するための電力を賄うことが可能である。また、例えば電動機2の回転数制御のためのインバータ(図示せず)を搭載した圧縮機においては、このインバータに発電機9を接続してもよい。すなわち、インバータは、商用電源(主電源)からの電力だけでなく、発電機9からの電力も供給されるようにしてもよい。この場合、図示しない回転数制御装置は、圧縮機本体1の吐出圧力と設定圧力との偏差から回転数指令値を演算し、この回転数指令値をインバータに出力する。インバータは、回転数指令値に基づきスイッチング素子を制御して所望の周波数の電圧波形を生成し、電動機2へ供給する。
Moreover, the electric power generated by the
また、図示しない電力供給制御装置は、発電機9からインバータへの供給電力(言い換えれば、発電機9の発電量)を推定し、さらに、この推定した供給電力と主電源からインバータへの供給電力との総和が所定値となるように、主電源からインバータへの供給電力を調整する。詳しく説明すると、発電機9の発電量(言い換えれば、排熱回収装置の回収熱量)は圧縮機の発熱量に依存し、発熱量が大となれば発電量も大となる傾向がある。圧縮機の発熱量は、圧縮機本体1の吐出圧力及び空気量、あるいは、電動機2の回転数及びトルクに依存する。そのため、圧縮機本体1の吐出圧力の検出値、電動機2の回転数の検出値(又は回転数指令値)、あるいは、電動機2のトルク電流の検出値に基づいて、発電機9の発電量を推定する。また、回収熱量は圧縮空気の温度や周囲温度に依存するため、これらの検出値を用いることで、推定精度が向上する。そして、発電機9の発電量の分だけ主電源からの供給電力を抑制する。これにより、見掛け上、圧縮機に必要な電力を低減でき、省エネルギー効果が期待できる。
Further, the power supply control device (not shown) estimates the power supplied from the
次に、本実施形態の作用効果を説明する。 Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
無給油・無給水式の圧縮機は、圧縮機本体1の圧縮室に油又は水を供給しない状態で運転するため、圧縮空気が高温となる。例えば大気圧から0.7MPa(ゲージ圧)まで圧縮した場合の圧縮空気の温度は300〜400℃程度となる。この圧縮空気を使用するため、圧縮空気を熱交換器5で例えば大気温度近くまで冷却する。そして、本実施形態では、圧縮空気から排熱を回収する排熱回収装置として、熱交換器5、膨張機6、凝縮器7、及び循環ポンプ8からなるランキンサイクルを構成し、膨張機6で生成した駆動力を発電機9により電力に変換する。これにより、例えば圧縮機本体1及び吐出配管に熱電素子を装着するような場合と比べ、排熱回収効率を高めることができる。
Since the oil-free / water-free compressor is operated without supplying oil or water to the compression chamber of the
本発明の第2の実施形態を図2により説明する。図2は、本施形態における圧縮機の要部構成を表す図である。なお、この図2において、上記第1の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a main configuration of the compressor according to the present embodiment. In FIG. 2, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
本実施形態では、圧縮機本体1のケーシングには冷却液(クーラント)が流通する冷却液用流路(図示せず)が形成されており、この冷却液用流路に冷却液を供給する冷却液系統が設けられている。この冷却液系統は、冷却液を冷却して圧縮機本体1の冷却液用流路に供給する熱交換器10と、圧縮機本体1の冷却液用流路に流通されて加熱された冷却液を熱交換器10に供給するポンプ11とを備えている。
In the present embodiment, the casing of the
そして、熱交換器10を介し冷却液から排熱を回収するとともに、熱交換器5を介し圧縮空気から排熱を回収する排熱回収装置が設けられている。この排熱回収装置は、冷却液との熱交換により作動流体を加熱する熱交換器10と、この熱交換器10で加熱された作動流体を、圧縮空気との熱交換により加熱して気化する熱交換器5と、この熱交換器5で気化した作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機6と、膨張機6からの作動流体を冷却して液化する凝縮器7と、この凝縮器7で液化した作動流体を熱交換器11に供給する循環ポンプ8とを備えており、ランキンサイクルを構成している。
An exhaust heat recovery device that recovers exhaust heat from the coolant via the
このように構成された本実施形態においても、排熱回収効率を向上させることができる。また、本実施形態では、圧縮空気だけでなく冷却液からも排熱を回収するので、上記第1の実施形態よりも、排熱回収効率を高めることができる。また、本実施形態では、熱交換器10の熱交換量が熱交換器5の熱交換量より小さいことから、熱交換器10から熱交換器5へと順に作動流体を流すことにより、作動流体を効率よく気化させることができ、排熱回収効率を向上させることができる。なお、例えば熱交換器5の熱交換量が熱交換器10の熱交換量より小さい場合は、熱交換器5から熱交換器10へと順に作動流体を流すように構成したほうがよい。
Also in the present embodiment configured as described above, the exhaust heat recovery efficiency can be improved. Moreover, in this embodiment, since exhaust heat is collect | recovered not only from compressed air but from a cooling fluid, waste heat recovery efficiency can be improved rather than the said 1st Embodiment. Moreover, in this embodiment, since the heat exchange amount of the
なお、上記第2の実施形態においては、熱交換器10を介し冷却液から排熱を回収するとともに、熱交換器5を介し圧縮空気から排熱を回収する排熱回収装置を説明したが、これに代えて、例えば熱交換器10を介し冷却液だけから排熱を回収する排熱回収装置としてもよい。すなわち、図示しないが、排熱回収装置は、冷却液との熱交換により作動流体を加熱して気化する熱交換器10と、この熱交換器10で気化した作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機6と、膨張機6からの作動流体を冷却して液化する凝縮器7と、この凝縮器7で液化した作動流体を熱交換器5に供給する循環ポンプ8とを備えて、ランキンサイクルを構成してもよい。
In the second embodiment, the exhaust heat recovery apparatus that recovers exhaust heat from the coolant via the
本発明の第3の実施形態を図3により説明する。図3は、本実施形態における圧縮機の要部構成を表す図である。なお、この図3において、上記第2の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a main configuration of the compressor according to the present embodiment. In FIG. 3, the same parts as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
本実施形態では、圧縮機本体1はギア装置12を介し電動機2に接続されており、このギア装置12に潤滑油を供給する潤滑油系統が設けられている。この潤滑油系統は、潤滑油を冷却してギア装置12にする熱交換器13と、ギア装置12で潤滑されて加熱された潤滑油を熱交換器13に供給するポンプ14とを備えている。
In the present embodiment, the compressor
そして、熱交換器13を介し潤滑油から排熱を回収し、熱交換器10を介し冷却液から排熱を回収し、熱交換器5を介し圧縮空気から排熱を回収する排熱回収装置が設けられている。この排熱回収装置は、潤滑油との熱交換により作動流体を加熱する熱交換器13と、この熱交換器13で加熱された作動流体を、冷却液との熱交換により加熱する熱交換器10と、この熱交換器10で加熱された作動流体を、圧縮空気との熱交換により加熱して気化する熱交換器5と、この熱交換器5で気化した作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機6と、膨張機6からの作動流体を冷却して液化する凝縮器7と、この凝縮器7で液化した作動流体を熱交換器13に供給する循環ポンプ8とを備えており、ランキンサイクルを構成している。
The exhaust heat recovery device recovers exhaust heat from the lubricating oil via the
このように構成された本実施形態においても、排熱回収効率を向上させることができる。また、本実施形態では、圧縮空気及び冷却液だけでなく潤滑油からも排熱を回収するので、上記第2の実施形態よりも、排熱回収効率を高めることができる。また、本実施形態では、熱交換器13、熱交換器11、及び熱交換器5の順序で熱交換量が大きくなることから、その順序で作動流体を流すことにより、作動流体を効率よく気化させることができ、排熱回収効率を向上させることができる。なお、熱交換器5,11,13における熱交換量の順序が本実施形態と異なる場合は、その順序で作動流体を流すように構成したほうがよい。
Also in the present embodiment configured as described above, the exhaust heat recovery efficiency can be improved. Moreover, in this embodiment, since exhaust heat is collect | recovered not only from compressed air and a cooling fluid but from lubricating oil, waste heat recovery efficiency can be improved rather than the said 2nd Embodiment. In this embodiment, since the heat exchange amount increases in the order of the
なお、上記第3の実施形態においては、熱交換器13を介し潤滑油から排熱を回収し、熱交換器10を介し冷却液から排熱を回収し、熱交換器5を介し圧縮空気から排熱を回収する排熱回収装置を説明したが、これに代えて、例えば熱交換器13を介し潤滑油から排熱を回収するとともに、熱交換器5を介し圧縮空気から排熱を回収する排熱回収装置としてもよい。すなわち、図示しないが、排熱回収装置は、潤滑油との熱交換により作動流体を加熱する熱交換器13と、この熱交換器13で加熱された作動流体を、圧縮空気との熱交換により加熱して気化する熱交換器5と、この熱交換器5で気化した作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機6と、膨張機6からの作動流体を冷却して液化する凝縮器7と、この凝縮器7で液化した作動流体を熱交換器5に供給する循環ポンプ8とを備えて、ランキンサイクルを構成してもよい。
In the third embodiment, the exhaust heat is recovered from the lubricating oil via the
また、上記第1〜第3の実施形態においては、1段の圧縮機本体1を備えた構成に適用した場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば2段の圧縮機本体を備えた構成に適用してもよい。このような変形例の一つを図4により説明する。
In the first to third embodiments, the case where the present invention is applied to the configuration including the one-stage compressor
図4は、本変形例における圧縮機の要部構成を表す概略図である。なお、この図4において、上記第1の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a main configuration of the compressor according to the present modification. In FIG. 4, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
本変形例では、低圧段の圧縮機本体1Aと、この圧縮機本体1Aで圧縮された空気を冷却する熱交換器5Aと、この熱交換器5Aで冷却した圧縮空気をさらに圧縮する高圧段の圧縮機本体1Bと、この圧縮機本体1Bで圧縮された空気を例えば大気温度近くまで冷却する熱交換器5Bとを備えている。なお、圧縮機本体1A,1Bは、ギア装置12Aを介し電動機2に接続されている。
In this modification, the
そして、熱交換器5A,5Bを介し圧縮空気から排熱を回収する排熱回収装置が設けられている。この排熱回収装置は、低圧段の圧縮機本体1Aで生成された圧縮空気との熱交換により作動流体を加熱する熱交換器5Aと、この熱交換器5Aで加熱された作動流体を、高圧段の圧縮機本体1Bで生成された圧縮空気との熱交換により加熱して気化する熱交換器5Bと、この熱交換器5Bで気化した作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機6と、膨張機6からの作動流体を冷却して液化する凝縮器7と、この凝縮器7で液化した作動流体を熱交換器5Aに供給する循環ポンプ8とを備えており、ランキンサイクルを構成している。
And the waste heat recovery apparatus which collect | recovers waste heat from compressed air via
このように構成された本変形例においても、上記第1の実施形態と同様、排熱回収効率を向上させることができる。また、本実施形態では、熱交換器5Aの熱交換量が熱交換器5Bの熱交換量より小さく、熱交換器5Aから熱交換器5Bへと順に作動流体を流すことにより、作動流体を効率よく気化させることができ、排熱回収効率を向上させることができる。なお、例えば熱交換器5Bの熱交換量が熱交換器5Aの熱交換量より小さい場合は、熱交換器5Bから熱交換器5Aへと順に作動流体を流すように構成したほうがよい。
Also in this modified example configured as described above, the exhaust heat recovery efficiency can be improved as in the first embodiment. Further, in this embodiment, the heat exchange amount of the
本発明の第4の実施形態を図5により説明する。図5は、本実施形態における圧縮機の要部構成を表す図である。なお、この図5において、上記第3の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a main configuration of the compressor in the present embodiment. In FIG. 5, the same parts as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
本実施形態では、例えば熱交換器5の下流側に圧縮空気の温度を検出する温度センサ15が設けられ、この温度センサ15の検出信号がコントローラ16に出力されている。コントローラ16は、圧縮空気の設定温度を予めメモリ(記憶手段)に記憶しており、温度センサ15で検出された圧縮空気の検出温度が設定温度となるように循環ポンプ9の吐出量(すなわち、ランキンサイクルの循環量)を制御するようになっている。具体的には、例えば圧縮空気の検出温度が設定温度より高い場合は、圧縮空気の検出温度と設定温度との差分に応じて循環ポンプ9の吐出量を大きくし、一方、例えば圧縮空気の検出温度が設定温度より低い場合は、圧縮空気の検出温度と設定温度との差分に応じて循環ポンプ9の吐出量を小さくするようになっている。これにより、圧縮機の負荷変動にかかわらず、圧縮空気の温度を安定させることが可能である。
In the present embodiment, for example, a
このように構成された本実施形態においても、上記実施形態と同様、排熱回収効率を向上させることができる。 Also in the present embodiment configured as described above, the exhaust heat recovery efficiency can be improved as in the above embodiment.
なお、上記第4の実施形態においては、上記第3の実施形態のように熱交換器5,10,13を介して排熱を回収する排熱回収装置を備えた構成において、温度センサ15及びコントローラ16を設けた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば上記第2の実施形態のように熱交換器5,10を介して排熱を回収する排熱回収装置を備えた構成、若しくは上記第1の実施形態のように熱交換器5を介して排熱を回収する排熱回収装置を備えた構成においても、温度センサ15及びコントローラ16を設けてもよい。また、上記一変形例のように熱交換器5A,5Bを介して排熱を回収する排熱回収装置を備えた構成においても、温度センサ15及びコントローラ16を設けてもよく、この場合には、例えば図6に示すように、低圧段の圧縮機本体5Aと高圧段の圧縮機本体5Bとの間に温度センサ15を設けてもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。
In the fourth embodiment, in the configuration including the exhaust heat recovery device that recovers exhaust heat via the
本発明の第5の実施形態を図7により説明する。図7は、本実施形態における圧縮機の要部構成を表す概略図である。なお、この図7において、上記実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a main configuration of the compressor in the present embodiment. In FIG. 7, parts equivalent to those in the above embodiment are given the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.
本実施形態では、圧縮機は給油式であって、圧縮機本体1の吐出側には圧縮空気に含まれる油を分離する油分離器17が設けられ、この油分離器17で分離された油を圧縮機本体1の圧縮室内に供給する油系統が設けられている。この油系統は、油を冷却する熱交換器18を備えており、油分離器17の内部圧力によって油分離器17から熱交換器18に油が供給されるようになっている。なお、図示しないが、油系統は熱交換器18の下流側で分岐されており、圧縮機本体1の圧縮室内に油を供給するとともに、ギア装置にも油を供給するようになっている。
In the present embodiment, the compressor is an oil supply type, and an
そして、熱交換器18を介し油から排熱を回収する排熱回収装置が設けられている。この排熱回収装置は、油との熱交換により作動流体を加熱して気化する熱交換器18と、この熱交換器18で気化した作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機6と、膨張機6からの作動流体を冷却して液化する凝縮器7と、この凝縮器7で液化した作動流体を熱交換器11に供給する循環ポンプ8とを備えており、ランキンサイクルを構成している。
An exhaust heat recovery device that recovers exhaust heat from the oil via the
このように構成された本実施形態においても、例えば圧縮機本体1及び吐出配管に熱電素子を装着するような場合と比べ、排熱回収効率を向上させることができる。
Also in the present embodiment configured as described above, the exhaust heat recovery efficiency can be improved as compared with, for example, a case where thermoelectric elements are attached to the
本発明の第6の実施形態を図8により説明する。図8は、本実施形態における圧縮機の要部構成を表す概略図である。なお、この図8において、上記第5の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a main configuration of the compressor according to the present embodiment. In FIG. 8, the same parts as those in the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
本実施形態では、油分離器17で分離された圧縮空気を冷却する熱交換器19が設けられている。
In the present embodiment, a
そして、熱交換器19を介し圧縮空気から排熱を回収するとともに、熱交換器18を介し油から排熱を回収する排熱回収装置が設けられている。この排熱回収装置は、圧縮空気との熱交換により作動流体を加熱する熱交換器19と、この熱交換器19で加熱された作動流体を、油との熱交換により加熱して気化する熱交換器18と、この熱交換器18で気化した作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機6と、膨張機6からの作動流体を冷却して液化する凝縮器7と、この凝縮器7で液化した作動流体を熱交換器11に供給する循環ポンプ8とを備えており、ランキンサイクルを構成している。
An exhaust heat recovery device that recovers exhaust heat from the compressed air via the
このように構成された本実施形態においても、排熱回収効率を向上させることができる。また、本実施形態では、油だけでなく圧縮空気からも排熱を回収するので、上記第5の実施形態よりも、排熱回収効率を高めることができる。また、本実施形態では、熱交換器18の熱交換量が熱交換器19の熱交換量より小さいことから、熱交換器18から熱交換器19へと順に作動流体を流すことにより、作動流体を効率よく気化させることができ、排熱回収効率を向上させることができる。なお、例えば熱交換器19の熱交換量が熱交換器18の熱交換量より小さい場合は、熱交換器19から熱交換器18へと順に作動流体を流すように構成したほうがよい。
Also in the present embodiment configured as described above, the exhaust heat recovery efficiency can be improved. Moreover, in this embodiment, since exhaust heat is collect | recovered not only from oil but compressed air, waste heat recovery efficiency can be improved rather than the said 5th Embodiment. Moreover, in this embodiment, since the heat exchange amount of the
なお、上記第5及び第6の実施形態においては、給油式の圧縮機に適用した場合を例にとって説明したが、給水式の圧縮機に適用してもよい。すなわち、図示しないが、例えば、圧縮機本体の吐出側に設けられ圧縮空気に含まれる水を分離する水分離器と、この水分離器で分離された水を冷却して圧縮機本体1の圧縮室内に供給する水用の熱交換器とを備え、この水用の熱交換器を介し水から排熱を回収する排熱回収装置を設けてもよい。また、例えば、水分離器で分離された圧縮空気を冷却する圧縮空気用の熱交換器をさらに備え、この圧縮空気用の熱交換器を介し圧縮空気から排熱を回収するとともに、水用の熱交換器を介し水から排熱を回収する排熱回収装置を設けてもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。
In addition, in the said 5th and 6th embodiment, although demonstrated taking the case of applying to an oil supply type compressor, you may apply to a water supply type compressor. That is, although not shown, for example, a water separator that is provided on the discharge side of the compressor body and separates water contained in the compressed air, and the
本発明の第7の実施形態を図9により説明する。図9は、本実施形態における圧縮機の要部構成を表す概略図である。なお、この図9において、上記実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a main configuration of the compressor in the present embodiment. In FIG. 9, parts equivalent to those in the above embodiment are given the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.
本実施形態では、圧縮機は給水式であって、圧縮機本体1の吐出側には圧縮空気に含まれる水を分離する水分離器20が設けられ、この水分離器20で分離された水を圧縮機本体1の圧縮室内に供給する水系統が設けられている。この水系統は、水を冷却する熱交換器21を備えており、水分離器21の内部圧力によって水分離器20から熱交換器21に水が供給されるようになっている。また、水分離器20で分離された圧縮空気を冷却する熱交換器19が設けられている。
In the present embodiment, the compressor is a water supply type, and a
圧縮機本体1は、ギア装置12を介し電動機2に接続されており、このギア装置12に潤滑油を供給する潤滑油系統が設けられている。この潤滑油系統は、潤滑油を冷却してギア装置12にする熱交換器13と、ギア装置12で潤滑されて加熱された潤滑油を熱交換器13に供給するポンプ14とを備えている。
The
そして、熱交換器13を介し潤滑油から排熱を回収し、熱交換器19を介し圧縮空気から排熱を回収し、熱交換器21を介し水から排熱を回収する排熱回収装置が設けられている。この排熱回収装置は、潤滑油との熱交換により作動流体を加熱する熱交換器13と、この熱交換器13で加熱された作動流体を、圧縮空気との熱交換により加熱する熱交換器19と、この熱交換器19で加熱された作動流体を、水との熱交換により加熱して気化する熱交換器21と、この熱交換器21で気化した作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機6と、膨張機6からの作動流体を冷却して液化する凝縮器7と、この凝縮器7で液化した作動流体を熱交換器13に供給する循環ポンプ8とを備えており、ランキンサイクルを構成している。
An exhaust heat recovery device that recovers exhaust heat from the lubricating oil via the
このように構成された本実施形態においても、排熱回収効率を向上させることができる。また、本実施形態では、水及び圧縮空気だけでなく潤滑油からも排熱を回収するので、排熱回収効率を高めることができる。また、本実施形態では、熱交換器13、熱交換器19、及び熱交換器21の順序で熱交換量が大きくなることから、その順序で作動流体を流すことにより、作動流体を効率よく気化させることができ、排熱回収効率を向上させることができる。なお、熱交換器13,19,21における熱交換量の順序が本実施形態と異なる場合は、その順序で作動流体を流すように構成したほうがよい。
Also in the present embodiment configured as described above, the exhaust heat recovery efficiency can be improved. Moreover, in this embodiment, since exhaust heat is collect | recovered not only from water and compressed air but from lubricating oil, waste heat recovery efficiency can be improved. In the present embodiment, the heat exchange amount increases in the order of the
本発明の第8の実施形態を図10により説明する。図10は、本実施形態における圧縮機の要部構成を表す図である。なお、この図10において、上記第6の実施形態と同等の部分は同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating a main configuration of the compressor according to the present embodiment. In FIG. 10, the same parts as those in the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
本実施形態では、油分離器17の上流側で圧縮空気の温度を検出する温度センサ22が設けられ、この温度センサ22の検出信号がコントローラ23に出力されている。コントローラ23は、内部メモリに圧縮空気の設定温度を予め記憶しており、温度センサ22で検出された圧縮空気の検出温度が設定温度となるように循環ポンプ9の吐出量(すなわち、ランキンサイクルの循環量)を制御する。具体的には、例えば圧縮空気の検出温度が設定温度より高い場合は、圧縮空気の検出温度と設定温度との差分に応じて循環ポンプ9の吐出量を大きくし、一方、例えば圧縮空気の検出温度が設定温度より低い場合は、圧縮空気の検出温度と設定温度との差分に応じて循環ポンプ9の吐出量を小さくするようになっている。これにより、圧縮機の負荷変動にかかわらず、圧縮空気の温度を安定させ、また油中のドレン析出を抑制することが可能である。
In the present embodiment, a
このように構成された本実施形態においても、上記実施形態と同様、排熱回収効率を向上させることができる。 Also in the present embodiment configured as described above, the exhaust heat recovery efficiency can be improved as in the above embodiment.
なお、上記第8の実施形態においては、上記第6の実施形態のように熱交換器18,19を介して排熱を回収する排熱回収装置を備えた構成において、温度センサ22及びコントローラ23を設けた場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、上記第5の実施形態のように熱交換器18を介して排熱を回収する排熱回収装置を備えた構成においても、温度センサ22及びコントローラ23を設けてもよい。また、上記第7の実施形態も含め給水式の圧縮機に適用した場合においても、温度センサ22及びコントローラ23を設けてもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。
In the eighth embodiment, a
なお、以上においては、圧縮機本体は空気を圧縮する場合を例にとって説明したが、これに限られず、他の気体(冷媒等)を圧縮してもよい。また、圧縮機本体はスクリュー式とする場合を例にとって説明したが、これに限られず、他の方式(レシプロ等)としてもよい。また、圧縮機本体の動力を生成する原動機として電動機を備えた場合を例にとって説明したが、これに限られず、他の原動機(エンジン等)を備えてもよい。また、膨張機で生成した駆動力を発電機で電力に変換する場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば膨張機で生成した駆動力によって他の装置(圧縮機内の補器等)を駆動してもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。 In the above description, the case where the compressor body compresses air has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and another gas (refrigerant or the like) may be compressed. Moreover, although the case where the compressor main body is a screw type has been described as an example, the compressor main body is not limited to this, and may be another type (reciprocating or the like). Moreover, although the case where the electric motor is provided as an example of the prime mover that generates the power of the compressor body has been described as an example, the invention is not limited thereto, and another prime mover (such as an engine) may be provided. Moreover, although the case where the driving force generated by the expander is converted into electric power by the generator has been described as an example, the present invention is not limited to this. For example, another device (such as an auxiliary device in the compressor) by the driving force generated by the expander May be driven. In these cases, the same effect as described above can be obtained.
(付記1)気体を圧縮する圧縮機本体を備えた圧縮機において、前記圧縮機本体から吐出された圧縮気体を作動流体と熱交換して冷却する圧縮気体用の熱交換器を含み、前記作動流体が流通する少なくとも1つの熱交換器と、前記熱交換器で加熱されて気化した前記作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機と、前記膨張機から供給された前記作動流体を冷却して液化し、この液化した作動流体を前記熱交換器に供給する凝縮器と、前記熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器の間で前記作動流体を循環させる循環ポンプとを備え、前記熱交換器、前記膨張機、前記凝縮器、及び前記循環ポンプでランキンサイクルを構成する。 (Appendix 1) A compressor including a compressor main body for compressing a gas, including a heat exchanger for compressed gas that cools the compressed gas discharged from the compressor main body by exchanging heat with a working fluid, and the operation Cooling the working fluid supplied from the expander, at least one heat exchanger through which the fluid flows, an expander that expands the working fluid heated and vaporized by the heat exchanger to generate a driving force A condenser for liquefying and supplying the liquefied working fluid to the heat exchanger, and a circulation pump for circulating the working fluid between the heat exchanger, the expander, and the condenser, The heat exchanger, the expander, the condenser, and the circulation pump constitute a Rankine cycle.
(付記2)付記1において、好ましくは、前記圧縮機本体のケーシングに形成されて冷却液が流通する冷却液用流路を有しており、前記熱交換器は、前記冷却液用流路に流通されて加熱された冷却液を前記作動流体と熱交換して冷却する冷却液用の熱交換器をさらに含み、複数有する。
(Additional remark 2) In
(付記3)付記1又は2において、好ましくは、前記圧縮機本体の動力を生成する原動機と、前記原動機と前記圧縮機本体との間で接続されたギア装置とを備えており、前記熱交換器は、前記ギア装置で潤滑されて加熱された潤滑油を前記作動流体と熱交換して冷却する潤滑油用の熱交換器をさらに含み、複数有する。
(Additional remark 3) In
(付記4)付記1〜3のいずれか1つにおいて、好ましくは、前記圧縮機本体から吐出された圧縮気体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記ランキンサイクルの循環流量を制御する流量制御手段とを備える。
(Supplementary note 4) In any one of
(付記5)圧縮室内に油又は水が供給された状態で気体を圧縮する圧縮機本体と、前記圧縮機本体から吐出された圧縮気体に含まれる油又は水を分離する分離器とを備えた圧縮機において、前記分離器で分離された油又は水を前記作動流体と熱交換して冷却する油用又は水用の熱交換器を含み、前記作動流体が流通する少なくとも1つの熱交換器と、前記熱交換器で加熱されて気化した前記作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機と、前記膨張機から供給された前記作動流体を冷却して液化し、この液化した作動流体を前記熱交換器に供給する凝縮器と、前記熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器の間で前記作動流体を循環させる循環ポンプとを備え、前記熱交換器、前記膨張機、前記凝縮器、及び前記循環ポンプでランキンサイクルを構成する。 (Supplementary Note 5) A compressor main body that compresses gas while oil or water is supplied into the compression chamber, and a separator that separates oil or water contained in the compressed gas discharged from the compressor main body. In the compressor, an oil or water heat exchanger that cools the oil or water separated by the separator by exchanging heat with the working fluid, and at least one heat exchanger through which the working fluid flows The working fluid heated and vaporized by the heat exchanger is expanded to generate a driving force, the working fluid supplied from the expander is cooled and liquefied, and the liquefied working fluid is A condenser that supplies the heat exchanger; and a circulation pump that circulates the working fluid between the heat exchanger, the expander, and the condenser, the heat exchanger, the expander, and the condensation And Rankine cycle with the circulation pump Constitute a.
(付記6)付記5において、好ましくは、前記圧縮機本体の動力を生成する原動機と、前記原動機と前記圧縮機本体との間で接続されたギア装置とを備えており、前記熱交換器は、前記ギア装置で潤滑されて加熱された潤滑油を前記作動流体と熱交換して冷却する潤滑油用の熱交換器をさらに含み、複数有する。
(Additional remark 6) In
(付記7)付記5又は6において、好ましくは、前記分離器の上流側で油又は水を含む圧縮空気の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記ランキンサイクルの循環流量を制御する流量制御手段とを備える。
(Additional remark 7) In
(付記8)付記1〜7のいずれか1つにおいて、好ましくは、前記熱交換器は、複数有し、交換熱量が大きくなる順序で前記作動媒体が流通するように直列接続される。
(Supplementary Note 8) In any one of
(付記9)付記1〜8のいずれか1つにおいて、好ましくは、前記膨張機に接続された発電機を備える。
(Supplementary Note 9) In any one of
(付記10)付記9において、好ましくは、前記電動機の回転数を可変するインバータを備え、前記発電機に前記インバータが接続される。
(Additional remark 10) In
1,1A,1B 圧縮機本体
2 電動機(原動機)
5,5A,5B 熱交換器
6 膨張機
7 凝縮器
8 循環ポンプ
9 発電機
10 熱交換器
12,12A ギア装置
13 熱交換器
15 温度センサ(温度検出手段)
16 コントローラ(流量制御手段)
17 油分離器
18 熱交換器
19 熱交換器
20 水分離器
21 熱交換器
22 温度センサ(温度検出手段)
23 コントローラ(流量制御手段)
1,1A,
5, 5A,
16 Controller (Flow control means)
17
23 Controller (Flow control means)
Claims (14)
前記分離器で分離された圧縮空気を作動流体と熱交換して冷却する圧縮空気用の熱交換器、及び前記分離器で分離された油又は水を前記作動流体と熱交換して冷却する油用又は水用の熱交換器を含む、複数の熱交換器と、
前記複数の熱交換器で加熱されて気化した前記作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機と、
前記膨張機から供給された前記作動流体を冷却して液化し、この液化した作動流体を前記複数の熱交換器に供給する凝縮器と、
前記複数の熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器の間で前記作動流体を循環させる循環ポンプと、
前記分離器の上流側で油又は水を含む圧縮空気の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記複数の熱交換器、前記膨張機、前記凝縮器、及び前記循環ポンプでランキンサイクルを構成し、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記ランキンサイクルの循環流量を制御する流量制御手段を有する圧縮機。 In a compressor comprising a compressor body that compresses air in a state where oil or water is supplied into the compression chamber, and a separator that separates oil or water contained in the compressed air discharged from the compressor body,
A heat exchanger for compressed air that cools the compressed air separated by the separator by exchanging heat with the working fluid, and an oil that cools the oil or water separated by the separator by exchanging heat with the working fluid A plurality of heat exchangers, including heat or water heat exchangers;
An expander that expands the working fluid heated and vaporized by the plurality of heat exchangers to generate a driving force;
A condenser for cooling and liquefying the working fluid supplied from the expander, and supplying the liquefied working fluid to the plurality of heat exchangers;
A circulation pump for circulating the working fluid between the plurality of heat exchangers, the expander, and the condenser ;
Temperature detecting means for detecting the temperature of compressed air containing oil or water on the upstream side of the separator ,
The plurality of heat exchangers, the expander, the condenser, and the circulation pump constitute a Rankine cycle, and flow rate control means for controlling the circulation flow rate of the Rankine cycle according to the detection result of the temperature detection means. Compressor.
前記分離器で分離された圧縮空気を作動流体と熱交換して冷却する圧縮空気用の熱交換器、及び前記分離器で分離された油又は水を前記作動流体と熱交換して冷却する油用又は水用の熱交換器を含む、複数の熱交換器と、A heat exchanger for compressed air that cools the compressed air separated by the separator by exchanging heat with the working fluid, and an oil that cools the oil or water separated by the separator by exchanging heat with the working fluid A plurality of heat exchangers, including heat or water heat exchangers;
前記複数の熱交換器で加熱されて気化した前記作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機と、An expander that expands the working fluid heated and vaporized by the plurality of heat exchangers to generate a driving force;
前記膨張機から供給された前記作動流体を冷却して液化し、この液化した作動流体を前記複数の熱交換器に供給する凝縮器と、A condenser for cooling and liquefying the working fluid supplied from the expander, and supplying the liquefied working fluid to the plurality of heat exchangers;
前記複数の熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器の間で前記作動流体を循環させる循環ポンプと、A circulation pump for circulating the working fluid between the plurality of heat exchangers, the expander, and the condenser;
前記圧縮空気用の熱交換器の下流側で圧縮空気の温度を検出する温度検出手段とを備え、Temperature detecting means for detecting the temperature of the compressed air downstream of the compressed air heat exchanger,
前記複数の熱交換器、前記膨張機、前記凝縮器、及び前記循環ポンプでランキンサイクルを構成し、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記ランキンサイクルの循環流量を制御する流量制御手段を有する圧縮機。The plurality of heat exchangers, the expander, the condenser, and the circulation pump constitute a Rankine cycle, and flow rate control means for controlling the circulation flow rate of the Rankine cycle according to the detection result of the temperature detection means. Compressor.
前記分離器で分離された油又は水を作動流体と熱交換して冷却する油用又は水用の熱交換器と、
前記熱交換器で加熱されて気化した前記作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機と、
前記膨張機から供給された前記作動流体を冷却して液化し、この液化した作動流体を前記熱交換器に供給する凝縮器と、
前記熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器の間で前記作動流体を循環させる循環ポンプと、
前記分離器の上流側で油又は水を含む圧縮空気の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記熱交換器、前記膨張機、前記凝縮器、及び前記循環ポンプでランキンサイクルを構成し、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記ランキンサイクルの循環流量を制御する流量制御手段を有する圧縮機。 In a compressor comprising a compressor body that compresses air in a state where oil or water is supplied into the compression chamber, and a separator that separates oil or water contained in the compressed air discharged from the compressor body,
A heat exchanger in which the separator with the separated oil or water work dynamic fluid and to heat exchanger for cooling oil or for water,
An expander that expands the working fluid heated and vaporized by the heat exchanger to generate a driving force;
A condenser that cools and liquefies the working fluid supplied from the expander and supplies the liquefied working fluid to the heat exchanger;
A circulation pump for circulating the working fluid between the heat exchanger, the expander, and the condenser;
Temperature detecting means for detecting the temperature of compressed air containing oil or water on the upstream side of the separator,
The heat exchanger, the expander, the condenser, and the circulation pump constitute a Rankine cycle, and the compressor has flow rate control means for controlling the circulation flow rate of the Rankine cycle according to the detection result of the temperature detection means. .
前記分離器で分離された油又は水を作動流体と熱交換して冷却する油用又は水用の熱交換器と、
前記熱交換器で加熱されて気化した前記作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機と、
前記膨張機から供給された前記作動流体を冷却して液化し、この液化した作動流体を前記熱交換器に供給する凝縮器と、
前記熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器の間で前記作動流体を循環させる循環ポンプと、
前記分離器の下流側で圧縮空気の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記熱交換器、前記膨張機、前記凝縮器、及び前記循環ポンプでランキンサイクルを構成し、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記ランキンサイクルの循環流量を制御する流量制御手段を有する圧縮機。 In a compressor comprising a compressor body that compresses air in a state where oil or water is supplied into the compression chamber, and a separator that separates oil or water contained in the compressed air discharged from the compressor body,
A heat exchanger in which the separator with the separated oil or water work dynamic fluid and to heat exchanger for cooling oil or for water,
An expander that expands the working fluid heated and vaporized by the heat exchanger to generate a driving force;
A condenser that cools and liquefies the working fluid supplied from the expander and supplies the liquefied working fluid to the heat exchanger;
A circulation pump for circulating the working fluid between the heat exchanger, the expander, and the condenser;
Temperature detecting means for detecting the temperature of compressed air downstream of the separator,
The heat exchanger, the expander, the condenser, and the circulation pump constitute a Rankine cycle, and the compressor has flow rate control means for controlling the circulation flow rate of the Rankine cycle according to the detection result of the temperature detection means. .
前記圧縮機本体の動力を生成する原動機と、A prime mover for generating power of the compressor body;
前記原動機と前記圧縮機本体との間で接続されたギア装置と、A gear device connected between the prime mover and the compressor body;
前記ギア装置で潤滑されて加熱された潤滑油を前記作動流体と熱交換して冷却する潤滑油用の熱交換器とを備え、A heat exchanger for lubricating oil that cools the lubricating oil heated by being lubricated by the gear device by exchanging heat with the working fluid;
前記ランキンサイクルが、前記潤滑油用の熱交換器を更に含んで構成された圧縮機。The compressor in which the Rankine cycle further includes a heat exchanger for the lubricating oil.
前記分離器で分離された油又は水を前記圧縮機本体の圧縮室内に供給する系統を備え、前記系統に前記油用又は水用の熱交換器が設けられた圧縮機。A compressor comprising a system for supplying oil or water separated by the separator into a compression chamber of the compressor body, wherein the oil or water heat exchanger is provided in the system.
前記圧縮機本体から吐出された圧縮空気を作動流体と熱交換して冷却する圧縮空気用の熱交換器と、A heat exchanger for compressed air that cools the compressed air discharged from the compressor body by exchanging heat with the working fluid;
前記熱交換器で加熱されて気化した前記作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機と、An expander that expands the working fluid heated and vaporized by the heat exchanger to generate a driving force;
前記膨張機から供給された前記作動流体を冷却して液化し、この液化した作動流体を前記熱交換器に供給する凝縮器と、A condenser that cools and liquefies the working fluid supplied from the expander and supplies the liquefied working fluid to the heat exchanger;
前記熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器の間で前記作動流体を循環させる循環ポンプと、A circulation pump for circulating the working fluid between the heat exchanger, the expander, and the condenser;
前記熱交換器の上流側で、前記圧縮空気の温度を検出する温度検出手段とを備え、A temperature detecting means for detecting the temperature of the compressed air upstream of the heat exchanger;
前記熱交換器、前記膨張機、前記凝縮器及び前記循環ポンプでランキンサイクルを構成し、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記ランキンサイクルの循環流量を制御する流量制御手段を有する圧縮機。The compressor which comprises a Rankine cycle by the said heat exchanger, the said expander, the said condenser, and the said circulation pump, and has a flow control means which controls the circulating flow volume of the said Rankine cycle according to the detection result of the said temperature detection means.
前記圧縮機本体から吐出された圧縮空気を作動流体と熱交換して冷却する圧縮空気用の熱交換器と、A heat exchanger for compressed air that cools the compressed air discharged from the compressor body by exchanging heat with the working fluid;
前記熱交換器で加熱されて気化した前記作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機と、An expander that expands the working fluid heated and vaporized by the heat exchanger to generate a driving force;
前記膨張機から供給された前記作動流体を冷却して液化し、この液化した作動流体を前記熱交換器に供給する凝縮器と、A condenser that cools and liquefies the working fluid supplied from the expander and supplies the liquefied working fluid to the heat exchanger;
前記熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器の間で前記作動流体を循環させる循環ポンプと、A circulation pump for circulating the working fluid between the heat exchanger, the expander, and the condenser;
前記熱交換器の下流側で、前記圧縮空気の温度を検出する温度検出手段とを備え、A temperature detection means for detecting the temperature of the compressed air on the downstream side of the heat exchanger;
前記熱交換器、前記膨張機、前記凝縮器及び前記循環ポンプでランキンサイクルを構成し、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記ランキンサイクルの循環流量を制御する流量制御手段を有する圧縮機。The compressor which comprises a Rankine cycle by the said heat exchanger, the said expander, the said condenser, and the said circulation pump, and has a flow control means which controls the circulating flow volume of the said Rankine cycle according to the detection result of the said temperature detection means.
前記圧縮機本体のケーシングに形成されて冷却液が流通する冷却液用流路とA coolant flow path formed in a casing of the compressor body and through which the coolant flows.
前記冷却液用流路に流通されて加熱された冷却液を前記作動流体と熱交換して冷却する冷却液用の熱交換器とを備え、A cooling liquid heat exchanger that exchanges heat with the working fluid to cool the cooling liquid that is circulated and heated in the cooling liquid flow path, and
前記ランキンサイクルが、前記冷却液用の熱交換器を更に含んで構成された圧縮機。The compressor in which the Rankine cycle further includes a heat exchanger for the coolant.
前記圧縮機本体の動力を生成する原動機と、前記原動機と前記圧縮機本体との間で接続されたギア装置と、
前記ギア装置で潤滑されて加熱された潤滑油を前記作動流体と熱交換して冷却する潤滑油用の熱交換器と、
前記ランキンサイクルが、前記潤滑油用の熱交換器を更に含んで構成された圧縮機。 The compressor according to any one of claims 7 to 9,
A prime mover for generating power of the compressor body, and a gear device connected between the prime mover and the compressor body;
A heat exchanger for lubricating oil that heats and cools the lubricating oil lubricated and heated by the gear device with the working fluid; and
The compressor in which the Rankine cycle further includes a heat exchanger for the lubricating oil .
前記冷却液用流路に流通されて加熱された冷却液を作動流体と熱交換して冷却する冷却液用の熱交換器、及び前記ギア装置で潤滑されて加熱された潤滑油を前記作動流体と熱交換して冷却する潤滑油用の熱交換器からなる、複数の熱交換器と、
前記複数の熱交換器で加熱されて気化した前記作動流体を膨張させて駆動力を生成する膨張機と、
前記膨張機から供給された前記作動流体を冷却して液化し、この液化した作動流体を前記複数の熱交換器に供給する凝縮器と、
前記複数の熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器の間で前記作動流体を循環させる循環ポンプと、
前記圧縮空気用配管に配置され、前記圧縮空気の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記複数の熱交換器、前記膨張機、前記凝縮器、及び前記循環ポンプでランキンサイクルを構成し、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記ランキンサイクルの循環流量を制御する流量制御手段を有する圧縮機。 A compressor main body that compresses air; a compressed air pipe that discharges air compressed by the compressor main body; a coolant passage that is formed in a casing of the compressor main body and through which the coolant flows; and In a compressor comprising a prime mover for generating power of a compressor body, and a gear device connected between the prime mover and the compressor body,
Wherein the coolant passage cooling liquid that has been heated is circulated to work moving fluid and the heat exchange heat exchanger for cooling liquid for cooling and lubricating oil which is heated is lubricated with the gear device actuated A plurality of heat exchangers consisting of a heat exchanger for lubricating oil that exchanges heat with fluid and cools; and
An expander that expands the working fluid heated and vaporized by the plurality of heat exchangers to generate a driving force;
A condenser for cooling and liquefying the working fluid supplied from the expander, and supplying the liquefied working fluid to the plurality of heat exchangers;
A circulation pump for circulating the working fluid between the plurality of heat exchangers, the expander, and the condenser;
A temperature detecting means arranged in the compressed air piping and detecting the temperature of the compressed air;
The plurality of heat exchangers, the expander, the condenser, and the circulation pump constitute a Rankine cycle, and flow rate control means for controlling the circulation flow rate of the Rankine cycle according to the detection result of the temperature detection means. Compressor.
前記複数の熱交換器が、交換熱量が大きくなる順序で前記作動媒体が流通するように直列接続された圧縮機。A compressor in which the plurality of heat exchangers are connected in series so that the working medium flows in an order in which the amount of exchange heat increases.
前記膨張機に接続された発電機を備える圧縮機。A compressor comprising a generator connected to the expander.
前記圧縮機本体の動力を生成する原動機である電動機の回転数を可変するインバータを備え、前記発電機に前記インバータが接続された圧縮機。A compressor including an inverter that varies a rotation speed of an electric motor that is a prime mover that generates power of the compressor body, and the inverter is connected to the generator.
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