JP6005586B2

JP6005586B2 - Binary drive

Info

Publication number: JP6005586B2
Application number: JP2013114231A
Authority: JP
Inventors: 治幸松田; 高橋　和雄; 和雄高橋; 藤澤　亮; 亮藤澤
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2016-10-12
Anticipated expiration: 2033-05-30
Also published as: JP2014231820A

Description

本発明は、再始動時でも最適な潤滑状態を維持することができるバイナリー駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a binary drive device that can maintain an optimal lubrication state even at restart.

従来、工場などから排出される排蒸気のような低温の熱源から熱を回収して駆動力を取り出すものとして、バイナリー駆動装置が存在する。このバイナリー駆動装置は、作動媒体として水でなく低沸点の有機化合物などを用いており、通常の蒸気タービンを用いた駆動装置に比べて低温の熱源であっても駆動力の取り出しが可能なものとなっている。このようにして取り出された駆動力は発電機の運転に利用されたり、設備の動力として利用されたりする。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is a binary drive device that recovers heat from a low-temperature heat source such as exhaust steam discharged from a factory to extract driving force. This binary drive unit uses a low-boiling organic compound as the working medium instead of water, and can extract drive power even with a low-temperature heat source compared to a drive unit using a normal steam turbine. It has become. The driving force thus taken out is used for the operation of the generator or used as the power for the equipment.

ところで、バイナリー駆動装置には、作動媒体を送り出したり作動媒体から駆動力を取り出したりするために、機器の内部で回転体を回転させている回転機器が複数設けられている。このような回転機器には、作動媒体により回転させられることで駆動力を取り出す膨張機や循環ポンプなどが挙げられる。
そして、このような回転機器には回転軸やこの回転軸の回転を受ける軸受などが設けられており、この軸受に対しては適宜潤滑を行うのが好ましい。そのため、従来のバイナリー駆動装置には、一般に回転機器の軸受などに潤滑油を供給して潤滑を行う潤滑機構が設けられている。この潤滑機構では、潤滑が終わった後で潤滑油を再び回収し、回収した潤滑油を回転機器に再び供給するといった循環方式が採用されている。 By the way, the binary drive device is provided with a plurality of rotating devices that rotate a rotating body inside the device in order to send out the working medium and to extract driving force from the working medium. Examples of such a rotating device include an expander and a circulation pump that extract driving force by being rotated by a working medium.
Such a rotating device is provided with a rotating shaft and a bearing that receives the rotation of the rotating shaft, and it is preferable to lubricate the bearing appropriately. Therefore, a conventional binary drive device is generally provided with a lubrication mechanism that supplies lubrication oil to a bearing or the like of a rotating device to perform lubrication. This lubrication mechanism employs a circulation system in which the lubricating oil is collected again after lubrication and the collected lubricating oil is supplied again to the rotating equipment.

例えば、特許文献１のバイナリー駆動装置は、膨張機の吐出側に油分離器を設け、この油分離器で回収した潤滑油を膨張機の軸受などに供給する潤滑機構を備えている。この油分離器は、膨張機で駆動力を取り出した後の低圧の作動媒体から潤滑油を回収するものであり、一般に「低圧分離器」と呼ばれている。
一方、特許文献２のバイナリー駆動装置は、膨張機の吸込側、言い換えれば蒸発器の出側に油分離器を設け、この油分離器で回収した潤滑油を膨張機の軸受などに供給する潤滑機構を備えている。この油分離器は、膨張機で駆動力を取り出す前の高圧の作動媒体から潤滑油を回収するものであり、前述の「低圧分離器」に対して「高圧分離器」と呼ばれている。 For example, the binary drive device of Patent Document 1 includes an oil separator on the discharge side of the expander, and includes a lubrication mechanism that supplies the lubricating oil collected by the oil separator to a bearing of the expander. This oil separator collects lubricating oil from the low-pressure working medium after the driving force is taken out by the expander, and is generally called a “low-pressure separator”.
On the other hand, the binary drive device of Patent Document 2 is provided with an oil separator on the suction side of the expander, in other words, on the outlet side of the evaporator, and lubrication that supplies the lubricating oil recovered by the oil separator to the bearings of the expander. It has a mechanism. This oil separator collects lubricating oil from a high-pressure working medium before the driving force is taken out by the expander, and is called a “high-pressure separator” with respect to the aforementioned “low-pressure separator”.

特開平１１−１０１１０６公報JP 11-101106 A 特開２０１１−１２２５６８公報JP 2011-122568 A

ところで、上述した特許文献１の低圧分離器でも特許文献２の高圧分離器でも、油分離器で回収された潤滑油は油分離器の内部に一時的に貯留され、貯留された潤滑油が回転機器に送られて潤滑に用いられる。そのため、バイナリー駆動装置の運転を何らかの理由で停止し、停止していたバイナリー駆動装置の運転を再開する場合には、貯留された潤滑油が無くなって潤滑不良を引き起こすことがある。 Incidentally, in both the low-pressure separator of Patent Document 1 and the high-pressure separator of Patent Document 2, the lubricating oil recovered by the oil separator is temporarily stored in the oil separator, and the stored lubricating oil rotates. It is sent to equipment and used for lubrication. For this reason, when the operation of the binary drive device is stopped for some reason and the operation of the stopped binary drive device is resumed, the stored lubricating oil may be lost, resulting in poor lubrication.

例えば、バイナリー駆動装置を運転しているときは、蒸発器で潤滑油がミストになり、作動媒体と一緒になって循環経路を循環している。ところが、バイナリー駆動装置の運転を停止すると、作動媒体中に含まれていたミスト状の潤滑油が集まって液体に戻り、液体に戻った潤滑油が循環経路の中でも低い場所、例えば蒸発器の下部や蒸発器入側の立ち上がり部に滞留するようになる。 For example, when operating a binary drive, the lubricant becomes mist in the evaporator and circulates in the circulation path together with the working medium. However, when the operation of the binary drive device is stopped, the mist-like lubricating oil contained in the working medium gathers and returns to the liquid, and the lubricating oil returned to the liquid is low in the circulation path, for example, at the bottom of the evaporator Or stays at the rising part on the inlet side of the evaporator.

このようなバイナリー駆動装置の運転を再開すると、立ち上がり部などに溜まっていた潤滑油が蒸発器で蒸発し、蒸発した潤滑油が油分離器で再び回収される。そして、回収された潤滑油が回転機器に供給されてはじめて回転機器の潤滑が可能となる。
ところが、この溜まっていた潤滑油が回転機器に達するのに必要な時間は、非常に長く
なることが多い。というのも、流路断面積が大きな蒸発器を経由してからでなければ潤滑油は回転機器に到達できないし、起動初期には作動媒体のガス化が十分でなく作動媒体の流速も低いので、機器によっては回転機器の潤滑が開始されるまで非常に長い時間がかかる場合も少なくない。 When the operation of such a binary drive device is resumed, the lubricating oil accumulated in the rising portion or the like is evaporated by the evaporator, and the evaporated lubricating oil is recovered again by the oil separator. The rotating device can be lubricated only after the recovered lubricating oil is supplied to the rotating device.
However, the time required for the accumulated lubricating oil to reach the rotating equipment is often very long. This is because the lubricating oil can only reach the rotating equipment after passing through an evaporator with a large channel cross-sectional area, and the working medium is not sufficiently gasified and the working medium flow rate is low at the beginning of startup. Depending on the device, it may take a very long time to start the lubrication of the rotating device.

そのため、再始動時には、油分離器の内部に貯留された潤滑油がすべて潤滑に使用されてしまい、一時的に潤滑油の貯留分が枯渇することで回転機器の潤滑が不十分となり、バイナリー駆動装置の潤滑不良を引き起こす場合がある。
特に、油分離器の内部に潤滑油を大量に貯留することができない小型の油分離器を用いる場合や、複数の回転機器に潤滑油を供給しなくてはならない場合には、潤滑油の枯渇が顕著に起きやすい。 Therefore, at the time of restart, all the lubricating oil stored in the oil separator is used for lubrication, and the lubrication of the rotating equipment becomes insufficient due to temporary depletion of the lubricating oil storage, and binary drive May cause poor lubrication of the equipment.
In particular, when a small oil separator that cannot store a large amount of lubricating oil inside the oil separator is used, or when it is necessary to supply lubricating oil to multiple rotating devices, the lubricating oil is depleted. Is noticeably prone to occur.

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、運転を再始動する場合にも、回転機器に対する潤滑を安定して継続することができるバイナリー駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a binary drive device that can stably continue lubrication of rotating equipment even when the operation is restarted.

上記課題を解決するため、本発明のバイナリー駆動装置は以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明のバイナリー駆動装置は、作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を膨張させると共に駆動力を発生させ、膨張した作動媒体を凝縮し、凝縮した作動媒体を再び蒸発させる循環経路上に設けられた回転機器に潤滑油を供給して前記回転機器の潤滑を行う潤滑機構を備えたバイナリー駆動装置であって、前記潤滑機構は、前記作動媒体から潤滑油を分離する油分離器と、前記油分離器で分離された潤滑油を回転機器に送る潤滑油供給配管と、前記循環経路における循環ポンプよりも下流側で、且つ油分離器よりも上流側の作動媒体を回転機器に送る作動媒体供給配管とを備えていて、前記作動媒体供給配管は、前記油分離器から回転機器に向かう途中の潤滑油供給配管に合流しており、前記潤滑油供給配管または作動媒体供給配管に、前記回転機器と潤滑油供給配管または作動媒体供給配管との連通状態を切り替える切替弁が設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the binary drive device of the present invention employs the following technical means.
That is, the binary drive device of the present invention evaporates the working medium, expands the evaporated working medium and generates a driving force, condenses the expanded working medium, and re-evaporates the condensed working medium. A binary drive device provided with a lubrication mechanism for supplying lubrication oil to a provided rotating device to lubricate the rotating device, the lubrication mechanism comprising an oil separator that separates the lubricating oil from the working medium; Lubricating oil supply piping for sending the lubricating oil separated by the oil separator to the rotating equipment, and an operation for sending the working medium downstream from the circulating pump in the circulation path and upstream from the oil separator to the rotating equipment. comprise a medium supply pipe, the working medium supply pipe is joined to the middle of the lubricant supply piping toward the rotary device from the oil separator, the oil supply pipe or the working medium supply pipe Characterized in that the switching valve for switching the communicating state between the rotary device and the oil supply pipe or the working medium supply pipe is provided.

なお、好ましくは、前記循環経路には、前記作動媒体を蒸発させる蒸発器が設けられており、前記蒸発器の下流側に、前記油分離器が設けられているとよい。 Contact name preferably, wherein the circulation path, the working medium and the evaporator is provided for evaporating the downstream side of the evaporator, may the oil separator is provided.

また、本発明のバイナリー駆動装置は、作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を膨張させると共に駆動力を発生させ、膨張した作動媒体を凝縮し、凝縮した作動媒体を再び蒸発させる循環経路上に設けられた回転機器に潤滑油を供給して前記回転機器の潤滑を行う潤滑機構を備えたバイナリー駆動装置であって、前記潤滑機構は、前記作動媒体から潤滑油を分離する油分離器と、前記油分離器で分離された潤滑油を回転機器に送る潤滑油供給配管と、前記循環経路における循環ポンプよりも下流側で、且つ油分離器よりも上流側の作動媒体を回転機器に送る作動媒体供給配管とを備えていて、前記循環経路には、前記作動媒体を膨張させる膨張機が設けられており、前記膨張機の下流側に、前記油分離器が設けられていることを特徴とする。
なお、好ましくは、前記油分離器には、当該油分離器内に潤滑油が貯留されていることを検知する検知器が設けられており、前記検知器での検知結果に基づいて、前記切替弁の切替が行われるとよい。 Further, the binary drive device of the present invention evaporates the working medium, expands the evaporated working medium and generates a driving force, condenses the expanded working medium, and re-evaporates the condensed working medium. A binary drive device provided with a lubrication mechanism for supplying lubrication oil to a provided rotating device to lubricate the rotating device, the lubrication mechanism comprising an oil separator that separates the lubricating oil from the working medium; Lubricating oil supply piping for sending the lubricating oil separated by the oil separator to the rotating equipment, and an operation for sending the working medium downstream from the circulating pump in the circulation path and upstream from the oil separator to the rotating equipment. comprise a medium supply pipe, wherein the circulation path, the expander for expanding the working medium is provided, downstream of the expander, and wherein the oil separator is provided Do
Preferably, the oil separator is provided with a detector that detects that lubricating oil is stored in the oil separator, and the switching is performed based on a detection result of the detector. It is preferable that the valve is switched.

また、本発明のバイナリー駆動装置は、作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を膨張させると共に駆動力を発生させ、膨張した作動媒体を凝縮し、凝縮した作動媒体を再び蒸発させる循環経路上に設けられた回転機器に潤滑油を供給して前記回転機器の潤滑を行う潤滑機構を備えたバイナリー駆動装置であって、前記潤滑機構は、前記作動媒体から潤滑油を分離する油分離器と、前記油分離器で分離された潤滑油を回転機器に送る潤滑油供給配管と、前記循環経路における循環ポンプよりも下流側で、且つ油分離器よりも上流側の
作動媒体を回転機器に送る作動媒体供給配管とを備えていて、前記回転機器が前記作動媒体を膨張させる膨張機であり、前記潤滑油供給配管は前記膨張機の軸受に潤滑油を供給すると共に、前記作動媒体供給配管は前記膨張機の軸受に作動媒体を供給するように構成されていることを特徴とする。
また、本発明のバイナリー駆動装置は、作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を膨張させると共に駆動力を発生させ、膨張した作動媒体を凝縮し、凝縮した作動媒体を再び蒸発させる循環経路上に設けられた回転機器に潤滑油を供給して前記回転機器の潤滑を行う潤滑機構を備えたバイナリー駆動装置であって、前記潤滑機構は、前記作動媒体から潤滑油を分離する油分離器と、前記油分離器で分離された潤滑油を回転機器に送る潤滑油供給配管と、前記循環経路における循環ポンプよりも下流側で、且つ油分離器よりも上流側の作動媒体を回転機器に送る作動媒体供給配管とを備えていて、前記回転機器が前記循環経路に沿って作動媒体を循環させる循環ポンプであり、前記潤滑油供給配管は前記循環ポンプの軸受に潤滑油を供給すると共に、前記作動媒体供給配管は前記循環ポンプの軸受に作動媒体を供給するように構成されていることを特徴とする。 Further, the binary drive device of the present invention evaporates the working medium, expands the evaporated working medium and generates a driving force, condenses the expanded working medium, and re-evaporates the condensed working medium. A binary drive device provided with a lubrication mechanism for supplying lubrication oil to a provided rotating device to lubricate the rotating device, the lubrication mechanism comprising an oil separator that separates the lubricating oil from the working medium; Lubricating oil supply piping for sending the lubricating oil separated by the oil separator to a rotating device, a downstream side of the circulation pump in the circulation path, and an upstream side of the oil separator
A working medium supply pipe for sending the working medium to the rotating device, wherein the rotating device expands the working medium , and the lubricating oil supply pipe supplies the lubricating oil to the bearing of the expander. The working medium supply pipe is configured to supply a working medium to a bearing of the expander .
Further, the binary drive device of the present invention evaporates the working medium, expands the evaporated working medium and generates a driving force, condenses the expanded working medium, and re-evaporates the condensed working medium. A binary drive device provided with a lubrication mechanism for supplying lubrication oil to a provided rotating device to lubricate the rotating device, the lubrication mechanism comprising an oil separator that separates the lubricating oil from the working medium; Lubricating oil supply piping for sending the lubricating oil separated by the oil separator to the rotating equipment, and an operation for sending the working medium downstream from the circulating pump in the circulation path and upstream from the oil separator to the rotating equipment. comprise a medium supply pipe, a circulation pump wherein the rotating device to circulate the working medium along the circulation path, when the lubricating oil supply pipe for supplying lubricating oil to the bearings of the circulating pump To the working medium supply pipe is characterized in that it is configured to supply hydraulic medium to the bearing of the circulation pump.

また、本発明のバイナリー駆動装置は、作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を膨張させると共に駆動力を発生させ、膨張した作動媒体を凝縮し、凝縮した作動媒体を再び蒸発させる循環経路上に設けられた回転機器に潤滑油を供給して前記回転機器の潤滑を行う潤滑機構を備えたバイナリー駆動装置であって、前記潤滑機構は、前記作動媒体から潤滑油を分離する油分離器と、前記油分離器で分離された潤滑油を回転機器に送る潤滑油供給配管と、前記循環経路における循環ポンプよりも下流側で、且つ油分離器よりも上流側の作動媒体を回転機器に送る作動媒体供給配管とを備えていて、前記循環ポンプには、当該循環ポンプで圧送される作動媒体の一部を前記循環ポンプの上流側に帰還させるリバースサーキュレーション配管が設けられており、前記作動媒体供給配管は、前記リバースサーキュレーション配管から分岐していることを特徴とする。 Further, the binary drive device of the present invention evaporates the working medium, expands the evaporated working medium and generates a driving force, condenses the expanded working medium, and re-evaporates the condensed working medium. A binary drive device provided with a lubrication mechanism for supplying lubrication oil to a provided rotating device to lubricate the rotating device, the lubrication mechanism comprising an oil separator that separates the lubricating oil from the working medium; Lubricating oil supply piping for sending the lubricating oil separated by the oil separator to the rotating equipment, and an operation for sending the working medium downstream from the circulating pump in the circulation path and upstream from the oil separator to the rotating equipment. It comprise a medium supply pipe, the circulation pump, reverse circulation piping feeding back a part of the working medium to be pumped in the circulation pump on the upstream side of the circulation pump is provided Are, the working medium supply pipe is characterized in that branching from the reverse circulation piping.

本発明のバイナリー駆動装置によれば、運転を再始動する場合にも、回転機器に対する潤滑を安定して継続することができる。 According to the binary drive device of the present invention, even when the operation is restarted, the lubrication with respect to the rotating device can be stably continued.

第１実施形態のバイナリー駆動装置を示した図である。It is the figure which showed the binary drive device of 1st Embodiment. 第２実施形態のバイナリー駆動装置を示した図である。It is the figure which showed the binary drive device of 2nd Embodiment. 第３実施形態のバイナリー駆動装置を示した図である。It is the figure which showed the binary drive device of 3rd Embodiment. 第４実施形態のバイナリー駆動装置を示した図である。It is the figure which showed the binary drive device of 4th Embodiment. 第５実施形態のバイナリー駆動装置を示した図である。It is the figure which showed the binary drive device of 5th Embodiment. 従来のバイナリー駆動装置を示した図である。It is the figure which showed the conventional binary drive device.

［第１実施形態］
以下、本発明のバイナリー駆動装置１の実施形態を、図面に基づき詳しく説明する。
図１は、第１実施形態のバイナリー駆動装置１の装置レイアウトを模式的に示したものである。
図１に示すように、バイナリー駆動装置１は、作動媒体を蒸発させ、蒸発した作動媒体を膨張させることで駆動力を発生させるものである。また、バイナリー駆動装置１は、このようにして駆動力を発生させた作動媒体が凝縮され、凝縮された液体の作動媒体を再び蒸発に用いる構成となっている。 [First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the binary drive device 1 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows a device layout of the binary drive device 1 of the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the binary drive device 1 generates a driving force by evaporating the working medium and expanding the evaporated working medium. Further, the binary drive device 1 is configured such that the working medium that has generated the driving force in this way is condensed, and the condensed liquid working medium is used again for evaporation.

具体的には、第１実施形態のバイナリー駆動装置１は、液体の作動媒体を蒸発させる蒸発器２と、蒸発器２で蒸発した気体の作動媒体を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機３と、膨張機３で膨張した気体の作動媒体を液体に凝縮する凝縮器４と、凝縮器４から蒸発器２に向って作動媒体を循環させる循環ポンプ５とを備えている。これらの蒸発器２、膨張機３、凝縮器４及び循環ポンプ５は作動媒体を循環させる閉ループ状の循環配管６により接続されていて、作動媒体を循環配管６の一方向（蒸発器２→膨張機３→凝縮器４→循環ポンプ５の順番に循環して蒸発器２に帰還する方向）に沿って流通できるようになっている。 Specifically, the binary drive device 1 of the first embodiment includes an evaporator 2 that evaporates a liquid working medium, and an expander that generates a rotational driving force by expanding the gaseous working medium evaporated in the evaporator 2. 3, a condenser 4 that condenses the gaseous working medium expanded by the expander 3 into a liquid, and a circulation pump 5 that circulates the working medium from the condenser 4 toward the evaporator 2. The evaporator 2, the expander 3, the condenser 4 and the circulation pump 5 are connected by a closed loop circulation pipe 6 that circulates the working medium, and the working medium passes through the circulation pipe 6 in one direction (evaporator 2 → expansion). Circulating in the order of the machine 3 → the condenser 4 → the circulation pump 5 and returning to the evaporator 2).

次に、バイナリー駆動装置を構成する蒸発器２、膨張機３、凝縮器４及び循環ポンプ５について説明する。
蒸発器２は、ボイラの排蒸気や温泉などのような熱源から１次側に供給された蒸気や温水などと、２次側に供給された作動媒体との熱交換を行う熱交換器であり、熱源から１次側に供給される熱を利用して液体の作動媒体を気化（蒸発）させるものである。本実施形態の蒸発器２は、排蒸気や温泉（地熱源）から１次側に供給される蒸気や温水の熱を利用して液体の作動媒体を気化させる構成とされている。 Next, the evaporator 2, the expander 3, the condenser 4 and the circulation pump 5 that constitute the binary drive device will be described.
The evaporator 2 is a heat exchanger that performs heat exchange between steam or hot water supplied to the primary side from a heat source such as boiler exhaust steam or hot springs, and a working medium supplied to the secondary side. The liquid working medium is vaporized (evaporated) using heat supplied from the heat source to the primary side. The evaporator 2 of the present embodiment is configured to vaporize a liquid working medium using heat of steam or hot water supplied to the primary side from exhaust steam or hot springs (geothermal source).

蒸発器２の１次側には、この蒸発器２内に蒸気を供給する蒸気配管７が設けられており、この蒸気配管７を介して、熱源で発生した温水や蒸気が蒸発器２の内部に供給されている。また、蒸発器２の２次側には、上述した循環配管６を介して液体の作動媒体が供給され、１次側の蒸気との間で熱交換がなされる。１次側の蒸気との熱交換で加熱された作動媒体は、循環配管６を介して膨張機３に向かって移送される。 A steam pipe 7 for supplying steam into the evaporator 2 is provided on the primary side of the evaporator 2, and hot water and steam generated by a heat source are passed through the steam pipe 7 inside the evaporator 2. Has been supplied to. Further, a liquid working medium is supplied to the secondary side of the evaporator 2 through the circulation pipe 6 described above, and heat exchange is performed with the steam on the primary side. The working medium heated by heat exchange with the steam on the primary side is transferred toward the expander 3 through the circulation pipe 6.

膨張機３は、蒸発器２で気化した作動媒体を用いて回転駆動力を発生させるものであり、タービンやスクリュなどで構成されている。膨張機３には、膨張機３で得られた回転駆動力を伝達する駆動軸８と、この駆動軸８を回転自在に支持する軸受（図示略）とが設けられている。これらの駆動軸８や軸受には後述する潤滑機構を用いて潤滑油が供給されている。また、第１実施形態のバイナリー駆動装置１は取り出した回転駆動力を用いて発電を行う装置（バイナリー発電装置）であるため、膨張機３には発電機９が付帯的に設けられている。この膨張機３と発電機９とは、駆動軸８を介して互いに連結されており、膨張機３の回転駆動力を発電機９に伝達可能とされている。 The expander 3 generates a rotational driving force using the working medium vaporized by the evaporator 2, and is configured by a turbine, a screw, or the like. The expander 3 is provided with a drive shaft 8 that transmits the rotational driving force obtained by the expander 3 and a bearing (not shown) that rotatably supports the drive shaft 8. Lubricating oil is supplied to these drive shafts 8 and bearings using a lubrication mechanism described later. Moreover, since the binary drive device 1 of 1st Embodiment is an apparatus (binary power generation device) which produces electric power using the taken-out rotational driving force, the expander 3 is provided with the generator 9 incidentally. The expander 3 and the generator 9 are connected to each other via a drive shaft 8 so that the rotational driving force of the expander 3 can be transmitted to the generator 9.

凝縮器４は、１次側に供給された冷却水と、２次側に供給された気体の作動媒体との間に熱交換を行って、気体の作動媒体を凝縮（液化）させるものである。凝縮器４の１次側には、冷却水を供給する冷却水配管１０が設けられており、この冷却水配管１０を介して冷却塔（チラ−）などで冷却された冷却水が供給されている。また、凝縮器４の２次側には、膨張機３から送られてきた気体の作動媒体が循環配管６を経由して供給されており、凝縮器４の内部で凝縮した液体の作動媒体を循環ポンプ５に移送できるようになっている。 The condenser 4 performs heat exchange between the cooling water supplied to the primary side and the gaseous working medium supplied to the secondary side to condense (liquefy) the gaseous working medium. . A cooling water pipe 10 for supplying cooling water is provided on the primary side of the condenser 4. Cooling water cooled by a cooling tower (chiller) or the like is supplied through the cooling water pipe 10. Yes. Further, the gas working medium sent from the expander 3 is supplied to the secondary side of the condenser 4 via the circulation pipe 6, and the liquid working medium condensed inside the condenser 4 is supplied to the secondary side of the condenser 4. It can be transferred to the circulation pump 5.

循環ポンプ５は、凝縮器４で凝縮された液体の作動媒体を循環配管６に沿って蒸発器２
に圧送するものであり、発電効率などが良好となるように回転数、電圧、あるいは電流などの運転条件を調整可能とされている。
ところで、本発明のバイナリー駆動装置１は、上述した蒸発器２、膨張機３、凝縮器４、循環ポンプ５の順番に巡回して蒸発器２に戻る循環配管６（循環経路）に沿って作動媒体を循環させる構成となっている。そして、本発明のバイナリー駆動装置１は、この循環経路上に設けられた回転機器に潤滑油を供給して回転機器の潤滑を行う潤滑機構を備えることを特徴としている。 The circulation pump 5 supplies the liquid working medium condensed in the condenser 4 along the circulation pipe 6 to the evaporator 2.
The operation conditions such as the rotation speed, voltage, or current can be adjusted so that the power generation efficiency is good.
By the way, the binary drive device 1 of the present invention operates along the circulation pipe 6 (circulation path) that circulates in the order of the evaporator 2, the expander 3, the condenser 4, and the circulation pump 5 and returns to the evaporator 2. The medium is circulated. And the binary drive device 1 of this invention is provided with the lubrication mechanism which supplies lubricating oil to the rotation equipment provided on this circulation path, and lubricates the rotation equipment.

具体的には、この潤滑機構は、作動媒体から潤滑油を分離する油分離器１３と、油分離器１３で分離された潤滑油を回転機器に送る潤滑油供給配管１４と、油分離器１３にて潤滑油が分離される前の作動媒体を回転機器に送る作動媒体供給配管１５とを備えている。
次に、第１実施形態のバイナリー駆動装置１の特徴である油分離器１３、潤滑油供給配管１４、作動媒体供給配管１５について説明する。 Specifically, the lubricating mechanism includes an oil separator 13 that separates the lubricating oil from the working medium, a lubricating oil supply pipe 14 that sends the lubricating oil separated by the oil separator 13 to the rotating device, and an oil separator 13. And a working medium supply pipe 15 for sending the working medium before the lubricating oil is separated to the rotating device.
Next, the oil separator 13, the lubricating oil supply pipe 14, and the working medium supply pipe 15 that are the characteristics of the binary drive device 1 of the first embodiment will be described.

まず、潤滑機構で潤滑を行う対象である回転機器について説明する。
第１実施形態の潤滑機構で潤滑を行う回転機器は、循環経路上に設けられたものであり、潤滑油による潤滑を必要とするような回転動作を行っている機器である。具体的には、回転機器としては、上述した膨張機３や循環ポンプ５などが挙げられる。
つまり、膨張機３は、蒸発器２で蒸発した作動媒体をタービンなどで受けて回転駆動されるものであり、タービンの駆動軸やこの駆動軸を受ける軸受などを潤滑するために潤滑油が用いられる。また、循環ポンプ５は、ロータやギヤを回転させることで凝縮器４で凝縮した作動媒体を圧送するものであり、ロータやギヤの駆動軸やこの駆動軸を受ける軸受などを潤滑するために潤滑油が同様に用いられる。つまり、上述した回転機器には膨張機３や循環ポンプ５などがあり、本発明の潤滑機構は、膨張機３の軸受や駆動軸、乃至は循環ポンプ５の軸受や駆動軸に潤滑油を供給する。 First, a rotating device that is an object to be lubricated by the lubrication mechanism will be described.
The rotating device that performs lubrication by the lubrication mechanism of the first embodiment is a device that is provided on the circulation path and performs a rotating operation that requires lubrication with lubricating oil. Specifically, examples of the rotating device include the expander 3 and the circulation pump 5 described above.
That is, the expander 3 receives the working medium evaporated by the evaporator 2 by a turbine or the like and is rotationally driven. Lubricating oil is used to lubricate the turbine drive shaft and the bearing that receives the drive shaft. It is done. The circulation pump 5 pumps the working medium condensed by the condenser 4 by rotating the rotor and gears, and lubricates the rotor and gear drive shafts and the bearings that receive the drive shafts. Oil is used as well. In other words, the rotating device described above includes the expander 3 and the circulation pump 5, and the lubrication mechanism of the present invention supplies lubricating oil to the bearing and drive shaft of the expander 3 or the bearing and drive shaft of the circulation pump 5. To do.

なお、以降の第１実施形態は、潤滑機構による潤滑の対象が膨張機３（回転機器）の軸受（以降、軸受という場合は、軸受だけでなく軸受に支持された駆動軸も含む）のみとされた例である。
油分離器１３は、循環配管６を流通する作動媒体から、作動媒体に含まれる潤滑油を取り除くものであり、遠心力を利用して潤滑油を分離するものや、フィルタなどを用いて潤滑油を分離するものなどを用いることができる。循環経路上の油分離器１３が配設される位置は、循環配管６における蒸発器２と膨張機３との間であり、膨張機３で動力を取り出す前の高圧の作動媒体から潤滑油を分離する構成となっている。 In the following first embodiment, only the bearing of the expander 3 (rotating device) is lubricated by the lubrication mechanism (hereinafter referred to as the bearing includes not only the bearing but also the drive shaft supported by the bearing). This is an example.
The oil separator 13 removes the lubricating oil contained in the working medium from the working medium flowing through the circulation pipe 6. The oil separator 13 separates the lubricating oil using centrifugal force, or uses a filter or the like to lubricate the lubricating oil. Can be used. The position where the oil separator 13 is disposed on the circulation path is between the evaporator 2 and the expander 3 in the circulation pipe 6, and the lubricating oil is supplied from the high-pressure working medium before the power is taken out by the expander 3. It is the structure which isolate | separates.

また、油分離器１３の内部には分離した潤滑油を貯留する内部タンク１６が設けられており、油分離器１３では内部タンク１６に貯留された潤滑油が潤滑油供給配管１４を介して膨張機３側に供給されている。また、この内部タンク１６には、タンク内に貯留された潤滑油の油量（液位）を検知する液位計１７が設けられており、液位計１７で検知された潤滑油の油量は信号として後述する制御部１８に送られている。つまり、液位計１７で検知された潤滑油の油量が予め定められた液位以下であるか、液位以上であるかで、内部タンク１６が空であるかどうかが判断可能となる。 Further, an internal tank 16 for storing the separated lubricating oil is provided inside the oil separator 13. In the oil separator 13, the lubricating oil stored in the internal tank 16 is expanded via the lubricating oil supply pipe 14. It is supplied to the machine 3 side. The internal tank 16 is provided with a liquid level meter 17 for detecting the amount of oil (liquid level) of the lubricating oil stored in the tank, and the amount of lubricating oil detected by the liquid level meter 17 is provided. Is sent as a signal to the control unit 18 described later. That is, it is possible to determine whether the internal tank 16 is empty based on whether the amount of lubricating oil detected by the liquid level meter 17 is equal to or lower than a predetermined liquid level or higher than the liquid level.

潤滑油供給配管１４は、油分離器１３で分離された潤滑油、言い換えれば内部タンク１６内に貯留された潤滑油を、膨張機３の軸受に供給するものである。この潤滑油供給配管１４の一端側（入側）は、上述した油分離器１３の内部タンク１６に接続されており、また他端側（出側）は、膨張機３の軸受に接続されており、分離された潤滑油を膨張機３のタービンの軸受に供給できるようになっている。 The lubricating oil supply pipe 14 supplies the lubricating oil separated by the oil separator 13, in other words, the lubricating oil stored in the internal tank 16 to the bearing of the expander 3. One end side (inlet side) of the lubricating oil supply pipe 14 is connected to the internal tank 16 of the oil separator 13 described above, and the other end side (outlet side) is connected to a bearing of the expander 3. Thus, the separated lubricating oil can be supplied to the turbine bearing of the expander 3.

作動媒体供給配管１５は、油分離器１３の内部タンク１６から膨張機３の軸受に向かう潤滑油供給配管１４の中途側に接続された配管であり、油分離器１３で潤滑油が分離される前の作動媒体を膨張機３の軸受に直接流入させることにより、作動媒体に含まれる潤滑油を用いて膨張機３の軸受の潤滑を行っている。作動媒体供給配管１５の一端側（入側）は、循環ポンプ５から蒸発器２に向かう循環配管６に接続されており、作動媒体供給配管１５の他端側（出側）は、上述した潤滑油供給配管１４の中途側に接続されている。 The working medium supply pipe 15 is a pipe connected to the middle side of the lubricating oil supply pipe 14 from the internal tank 16 of the oil separator 13 toward the bearing of the expander 3, and the lubricating oil is separated by the oil separator 13. By directly flowing the previous working medium into the bearing of the expander 3, the bearing of the expander 3 is lubricated using the lubricating oil contained in the working medium. One end side (inlet side) of the working medium supply pipe 15 is connected to the circulation pipe 6 from the circulation pump 5 toward the evaporator 2, and the other end side (outlet side) of the working medium supply pipe 15 is the above-described lubrication. The oil supply pipe 14 is connected to the middle side.

また、上述した潤滑油供給配管１４及び作動媒体供給配管１５のそれぞれには、回転機
器と潤滑油供給配管１４または作動媒体供給配管１５との連通状態を切り替える切替弁が設けられている。
具体的には、この切替弁は、潤滑油供給配管１４に配備された第１遮断弁２０と、作動媒体供給配管１５に配備された第２遮断弁２１と、を有している。この第１遮断弁２０は、内部タンク１６から、潤滑油供給配管１４との合流点までの作動媒体供給配管１５に配備されている。また、第２遮断弁２１は、潤滑油供給配管１４の経路中途、言い換えれば、循環配管６から作動媒体供給配管１５との合流点までの潤滑油供給配管１４に配備されている。つまり、第１遮断弁２０を開放すると共に第２遮断弁２１を閉鎖することで潤滑油供給配管１４を経由した潤滑油の供給が可能となり、第１遮断弁２０を閉鎖すると共に第２遮断弁２１を開放することで作動媒体供給配管１５を経由した作動媒体（潤滑油を含む分離前の作動媒体）の供給が可能となる。 Further, each of the lubricating oil supply pipe 14 and the working medium supply pipe 15 described above is provided with a switching valve that switches a communication state between the rotating device and the lubricating oil supply pipe 14 or the working medium supply pipe 15.
Specifically, this switching valve has a first shut-off valve 20 provided in the lubricating oil supply pipe 14 and a second shut-off valve 21 provided in the working medium supply pipe 15. The first shutoff valve 20 is disposed in the working medium supply pipe 15 from the internal tank 16 to the junction with the lubricating oil supply pipe 14. Further, the second shutoff valve 21 is disposed in the lubricating oil supply pipe 14 in the middle of the route of the lubricating oil supply pipe 14, in other words, from the circulation pipe 6 to the junction with the working medium supply pipe 15. That is, by opening the first shut-off valve 20 and closing the second shut-off valve 21, it becomes possible to supply the lubricating oil via the lubricant supply pipe 14, thereby closing the first shut-off valve 20 and the second shut-off valve. By opening 21, the working medium (the working medium before separation including the lubricating oil) can be supplied via the working medium supply pipe 15.

また、上述した第１遮断弁２０及び第２遮断弁２１は、いずれも電磁式で弁の開閉操作を行う電磁弁が用いられており、後述する制御部１８から入力される制御信号により弁の開閉が制御可能となっている。
制御部１８は、油分離器１３の内部タンク１６に設けられた液位計１７から入力された信号を基に、第１遮断弁２０及び第２遮断弁２１の開閉を制御しており、潤滑油供給配管１４を経由して油分離器１３の内部タンク１６の潤滑油を膨張機３の軸受に供給するか、作動媒体供給配管１５を経由して油分離器１３で潤滑油が分離される前の作動媒体を膨張機３の軸受に供給するかを選択できるようになっている。この制御部１８には、パソコンやシーケンサなどが用いられている。 In addition, the first shut-off valve 20 and the second shut-off valve 21 described above are electromagnetic solenoid valves that open and close the valve, and the valve is controlled by a control signal input from the control unit 18 described later. Opening and closing can be controlled.
The controller 18 controls the opening and closing of the first shut-off valve 20 and the second shut-off valve 21 based on the signal input from the liquid level meter 17 provided in the internal tank 16 of the oil separator 13, and lubrication The lubricating oil in the internal tank 16 of the oil separator 13 is supplied to the bearing of the expander 3 via the oil supply pipe 14 or the lubricating oil is separated by the oil separator 13 via the working medium supply pipe 15. Whether the previous working medium is supplied to the bearing of the expander 3 can be selected. A personal computer or a sequencer is used for the control unit 18.

次に、制御部１８での信号処理の流れ、言い換えれば第１実施形態の潤滑機構を用いて回転機器を潤滑する方法について説明する。
例えば、何らかの理由で一時的に停止していたバイナリー駆動装置１を、再始動する場合を考える。
従来のバイナリー駆動装置１０１で始動を行う場合、図６（従来装置）に示すように、まず循環ポンプ１０５を起動し、液体の作動媒体を蒸発器１０２に送る。そうすると、蒸発器１０２で熱交換が行われ、液体の作動媒体が蒸発する。このとき、例えば蒸発器１０２の下部や蒸発器１０２入側の立ち上がり部といった循環配管１０６の内でも低い場所（図例では蒸発器１０２内の黒塗りの四角部分）に、液体となった潤滑油が溜まっている。この液体の潤滑油は蒸発器１１０でミスト状になり、油分離器１１３に送られ、回収される。この油分離器１１３で回収された潤滑油が膨張機１０３の軸受へ供給されてはじめて、膨張機１０３の軸受の潤滑が可能となる。 Next, the flow of signal processing in the control unit 18, in other words, a method of lubricating a rotating device using the lubrication mechanism of the first embodiment will be described.
For example, consider a case where the binary drive device 1 that has been temporarily stopped for some reason is restarted.
When starting with the conventional binary drive apparatus 101, as shown in FIG. 6 (conventional apparatus), first, the circulation pump 105 is started, and the liquid working medium is sent to the evaporator 102. Then, heat exchange is performed in the evaporator 102, and the liquid working medium evaporates. At this time, for example, the lubricating oil that has become liquid in a low place (the black square in the evaporator 102 in the illustrated example) in the circulation pipe 106 such as the lower part of the evaporator 102 or the rising part on the inlet side of the evaporator 102. Has accumulated. This liquid lubricating oil becomes mist in the evaporator 110 and is sent to the oil separator 113 for recovery. Only after the lubricating oil recovered by the oil separator 113 is supplied to the bearing of the expander 103, the bearing of the expander 103 can be lubricated.

ただ、この潤滑油が膨張機１０３へ実際に到達するには循環ポンプ１０５を始動してから数十秒程度の時間がかかる。一方、始動後短い場合は数秒で油分離器１１３の内部タンク１１６は空となるので、内部タンク１１６の潤滑油だけで膨張機１０３の軸受の潤滑を行うことは通常不可能である。
そこで、第１実施形態のバイナリー駆動装置１では、油分離器１３にて潤滑油が分離される前の作動媒体を回転機器に直接送って、回転機器を潤滑する潤滑機構を採用している。 However, it takes about several tens of seconds after the circulation pump 105 is started for the lubricating oil to actually reach the expander 103. On the other hand, in a short time after start-up, the internal tank 116 of the oil separator 113 is emptied within a few seconds, so it is usually impossible to lubricate the bearings of the expander 103 with only the lubricating oil in the internal tank 116.
Therefore, the binary drive device 1 of the first embodiment employs a lubrication mechanism that directly feeds the working medium before the lubricating oil is separated by the oil separator 13 to the rotating device and lubricates the rotating device.

具体的には、上述した潤滑機構には油分離器１３の内部タンク１６の液位を計測する液位計１７が設けられており、液位計１７で計測された潤滑油の液位の計測結果は制御部１８に信号として送られる。
制御部１８では、計測された液位が予め入力された液位の設定値以上であるかどうかを判定する。例えば、循環ポンプ５を始動した直後は、内部タンク１６に潤滑油が残っているため、計測された液位が液位の設定値以上との判定結果が得られる。そして、制御部１８から第１遮断弁２０に向かって弁を「開」にする指令が送られると共に、第２遮断弁２１に弁を「閉」にする指令が送られる。 Specifically, the above-described lubrication mechanism is provided with a liquid level meter 17 for measuring the liquid level in the internal tank 16 of the oil separator 13, and measurement of the liquid level of the lubricating oil measured by the liquid level meter 17. The result is sent to the control unit 18 as a signal.
The control unit 18 determines whether or not the measured liquid level is greater than or equal to a preset liquid level value. For example, immediately after the circulation pump 5 is started, since the lubricating oil remains in the internal tank 16, a determination result that the measured liquid level is equal to or higher than the set value of the liquid level is obtained. Then, a command for opening the valve is sent from the control unit 18 toward the first cutoff valve 20, and a command for closing the valve is sent to the second cutoff valve 21.

そうすると、膨張機３の軸受に対して、潤滑油供給配管１４を経由する潤滑油の供給が許容されると共に、作動媒体供給配管１５を経由する作動媒体の供給が規制される。その結果、油分離器１３の内部タンク１６に貯留された潤滑油を用いて膨張機３の軸受を潤滑
することが可能となる。
やがて、循環ポンプ５を始動して数秒程度で、貯留されていた潤滑油が徐々に膨張機３の軸受に送られ、油分離器１３の内部タンク１６の液位が減少する。そうすると、計測された液位が液位の設定値を下回るとの判定結果が得られ、制御部１８から第１遮断弁２０に向かって弁を「閉」にする指令が送られると共に、第２遮断弁２１に弁を「開」にする指令が送られる。 Then, the supply of the lubricating oil via the lubricating oil supply pipe 14 is allowed to the bearing of the expander 3 and the supply of the working medium via the working medium supply pipe 15 is restricted. As a result, the bearing of the expander 3 can be lubricated using the lubricating oil stored in the internal tank 16 of the oil separator 13.
In a few seconds after the circulation pump 5 is started, the stored lubricating oil is gradually sent to the bearing of the expander 3, and the liquid level of the internal tank 16 of the oil separator 13 decreases. Then, a determination result that the measured liquid level is lower than the set value of the liquid level is obtained, and a command to “close” the valve is sent from the control unit 18 toward the first shutoff valve 20, and the second A command to open the valve is sent to the shut-off valve 21.

その結果、膨張機３の軸受に対して、潤滑油供給配管１４を経由する潤滑油の供給が規制されると共に、作動媒体供給配管１５を経由する作動媒体の供給が許容される。その結果、油分離器１３にて潤滑油が分離される前の作動媒体（潤滑能力を有する作動媒体）、言い換えれば作動媒体に含まれる潤滑油を用いて膨張機３の軸受を潤滑することが可能となる。 As a result, the supply of the lubricating oil via the lubricating oil supply pipe 14 is restricted to the bearing of the expander 3 and the supply of the working medium via the working medium supply pipe 15 is allowed. As a result, the bearing of the expander 3 can be lubricated using the working medium before the lubricating oil is separated by the oil separator 13 (working medium having lubricating ability), in other words, the lubricating oil contained in the working medium. It becomes possible.

やがて、蒸発器２を経由して作動媒体が油分離器１３に流れ込むようになると、油分離器１３で作動媒体から潤滑油が分離され、内部タンク１６の液位が上昇する。そうすると、液位計１７で計測される潤滑油の液位が再び設定値以上となり、潤滑油が潤滑油供給配管１４を経由して供給可能となって、分離器の内部タンク１６に貯留された潤滑油を用いて膨張機３の軸受を潤滑することが可能となる。 Eventually, when the working medium flows into the oil separator 13 via the evaporator 2, the lubricating oil is separated from the working medium by the oil separator 13, and the liquid level of the internal tank 16 rises. Then, the liquid level of the lubricating oil measured by the liquid level meter 17 becomes the set value or more again, and the lubricating oil can be supplied via the lubricating oil supply pipe 14 and stored in the internal tank 16 of the separator. It becomes possible to lubricate the bearing of the expander 3 using lubricating oil.

上述の潤滑機構を用いれば、蒸発器２を経由した潤滑油が油分離器１３に到達するまでの間は、まず分離器の内部タンク１６に貯留された潤滑油により膨張機３の軸受が潤滑される。
そして、分離器の内部タンク１６に貯留された潤滑油が空になると、油分離器１３にて分離される前の作動媒体に含まれる潤滑油が膨張機３の軸受に供給されるので、作動媒体に含まれる潤滑油を用いて膨張機３の軸受を潤滑することが可能となる。 If the above-described lubrication mechanism is used, the bearing of the expander 3 is first lubricated by the lubricating oil stored in the internal tank 16 of the separator until the lubricating oil passing through the evaporator 2 reaches the oil separator 13. Is done.
When the lubricating oil stored in the internal tank 16 of the separator becomes empty, the lubricating oil contained in the working medium before being separated by the oil separator 13 is supplied to the bearing of the expander 3, It becomes possible to lubricate the bearing of the expander 3 using the lubricating oil contained in the medium.

やがて、蒸発器２を経由した潤滑油が油分離器１３に到達すると、分離器の内部タンク１６に潤滑油が貯留されるようになるので、新たに内部タンク１６に貯留された潤滑油を用いて膨張機３の軸受を潤滑することが可能となる。
上述した潤滑機構を用いれば、何らかの理由で停止していたバイナリー駆動装置１の運転を再始動する場合にも、回転機器に対する潤滑を安定して継続することができる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態のバイナリー駆動装置１について図を用いて説明する。 Eventually, when the lubricating oil that has passed through the evaporator 2 reaches the oil separator 13, the lubricating oil is stored in the internal tank 16 of the separator. Therefore, the lubricating oil newly stored in the internal tank 16 is used. Thus, the bearing of the expander 3 can be lubricated.
If the above-described lubrication mechanism is used, even when the operation of the binary drive device 1 that has been stopped for some reason is restarted, the lubrication of the rotating device can be stably continued.
[Second Embodiment]
Next, the binary drive device 1 of 2nd Embodiment is demonstrated using figures.

図２に示すように、第２実施形態のバイナリー駆動装置１は、潤滑機構で潤滑される回転機器が膨張機３のみでなく、膨張機３と循環ポンプ５との複数である点で、第１実施形態と異なっている。
すなわち、第２実施形態の潤滑機構に設けられる潤滑油供給配管１４の一端側（入側）は第１実施形態と同様に上述した油分離器１３の内部タンク１６に接続されている。しかし、潤滑油供給配管１４の他端側（出側）は、２つに分岐しており、膨張機３の軸受と循環ポンプ５の軸受との双方に接続されていて、潤滑油や作動媒体を膨張機３の軸受だけでなく循環ポンプ５の軸受にも供給できるようになっている。 As shown in FIG. 2, the binary drive device 1 of the second embodiment is the first in that the rotating device lubricated by the lubrication mechanism is not only the expander 3 but also a plurality of expanders 3 and circulation pumps 5. Different from one embodiment.
That is, one end side (entrance side) of the lubricating oil supply pipe 14 provided in the lubricating mechanism of the second embodiment is connected to the internal tank 16 of the oil separator 13 described above as in the first embodiment. However, the other end side (exit side) of the lubricating oil supply pipe 14 is branched into two, and is connected to both the bearing of the expander 3 and the bearing of the circulation pump 5, so that the lubricating oil or the working medium Can be supplied not only to the bearing of the expander 3 but also to the bearing of the circulation pump 5.

上述したような潤滑機構は、膨張機３の軸受だけでなく循環ポンプ５の軸受に対しても潤滑油を安定して供給し続けることができるので、循環ポンプ５の軸受を良好な潤滑状態に維持することが可能となる。例えば、循環ポンプ５として利用可能なポンプの中には、運転時においては軸受に潤滑油の供給が必須となるポンプがある。そのため、このようなポンプを循環ポンプ５として利用する際には、上述したような潤滑機構は特に有益となる。 The lubrication mechanism as described above can stably supply the lubricating oil not only to the bearing of the expander 3 but also to the bearing of the circulation pump 5, so that the bearing of the circulation pump 5 is in a good lubrication state. Can be maintained. For example, among the pumps that can be used as the circulation pump 5, there is a pump that requires supply of lubricating oil to the bearing during operation. Therefore, when using such a pump as the circulation pump 5, the lubrication mechanism as described above is particularly useful.

また、膨張機３の軸受と循環ポンプ５の軸受との双方に潤滑油を供給する構成では、内部タンク１６に貯留された潤滑油を消費する速度も大きくなる。当然、循環ポンプ５を始動した後、短時間で内部タンク１６の潤滑油が無くなる可能性も高く、回転機器に対する潤滑が不十分となる可能性も高くなる。それゆえ、再始動時でも潤滑油を安定供給できるような本発明の潤滑機構がより好適に用いられる。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態のバイナリー駆動装置１について図を用いて説明する。 Moreover, in the structure which supplies lubricating oil to both the bearing of the expander 3 and the bearing of the circulation pump 5, the speed which consumes the lubricating oil stored in the internal tank 16 becomes large. Naturally, after starting the circulation pump 5, there is a high possibility that the lubricating oil in the internal tank 16 will be lost in a short time, and there is a high possibility that the lubrication of the rotating equipment will be insufficient. Therefore, the lubricating mechanism of the present invention that can stably supply the lubricating oil even at the time of restart is more suitably used.
[Third Embodiment]
Next, the binary drive device 1 of 3rd Embodiment is demonstrated using figures.

図３に示すように、第３実施形態のバイナリー駆動装置１は、第１実施形態のように液位計１７で計測された結果に基づいて潤滑油の供給経路を切り替えるものでなく、潤滑油供給配管１４に設けられた流量計２２で計測された結果に基づいて潤滑油の供給経路を切り替える構成とされている。
具体的には、第３実施形態のバイナリー駆動装置１は、内部タンク１６から作動媒体供給配管１５との合流点までの間の潤滑油供給配管１４に、潤滑油供給配管１４を流れる作動媒体の流量を計測する流量計２２を備えている。この流量計２２は、潤滑油供給配管１４を流れる作動媒体の密度に応じて流量が変化する構成となっており、作動媒体が液体であるときの流量に比べて、作動媒体が気体であるときの流量は非常に小さくなっている。 As shown in FIG. 3, the binary drive device 1 of the third embodiment does not switch the lubricant supply path based on the result measured by the liquid level meter 17 as in the first embodiment. The lubricating oil supply path is switched based on the result measured by the flow meter 22 provided in the supply pipe 14.
Specifically, in the binary drive device 1 of the third embodiment, the working medium flowing through the lubricating oil supply pipe 14 is connected to the lubricating oil supply pipe 14 between the internal tank 16 and the joining point of the working medium supply pipe 15. A flow meter 22 for measuring the flow rate is provided. The flow meter 22 has a configuration in which the flow rate changes in accordance with the density of the working medium flowing through the lubricating oil supply pipe 14, and when the working medium is a gas compared to the flow rate when the working medium is a liquid. The flow rate of is very small.

つまり、油分離器１３の内部タンク１６が空になると、液体の作動媒体が流れていた潤滑油供給配管１４に空気などの気体が流れるようになるので、流量計２２で計測される流量の値が大きく変化する。そこで、第３実施形態のバイナリー駆動装置１では、この流量計２２での計測値の変化を、内部タンク１６に貯留されていた潤滑油が無くなったサインとして捉えて、切替弁を切り替える構成となっている。 That is, when the internal tank 16 of the oil separator 13 is emptied, a gas such as air flows through the lubricating oil supply pipe 14 in which the liquid working medium was flowing. Changes significantly. Therefore, in the binary drive device 1 of the third embodiment, the change in the measured value by the flow meter 22 is regarded as a sign that the lubricating oil stored in the internal tank 16 has disappeared, and the switching valve is switched. ing.

上述したような第３実施形態のバイナリー駆動装置１は、油分離器１３に液位計１７を設けるようなスペースがない場合に、特に有益である。
［第４実施形態］
次に、第４実施形態のバイナリー駆動装置１について図を用いて説明する。
図４に示すように、第４実施形態のバイナリー駆動装置１は、第１実施形態のように循環配管６における蒸発器２と膨張機３との間に油分離器１３を配備したものでなく、膨張機３と凝縮器４との間に油分離器１３を配備したものとなっている。つまり、第４実施形態のバイナリー駆動装置１は、第１実施形態のように膨張機３で動力を取り出す前の高圧の作動媒体から潤滑油を分離するものではなく、膨張機３で動力を取り出した後の低圧の作動媒体から潤滑油を分離する構成となっている。 The binary drive device 1 of the third embodiment as described above is particularly useful when there is no space in the oil separator 13 where the liquid level gauge 17 is provided.
[Fourth Embodiment]
Next, the binary drive device 1 of 4th Embodiment is demonstrated using figures.
As shown in FIG. 4, the binary drive device 1 of 4th Embodiment is not what provided the oil separator 13 between the evaporator 2 and the expander 3 in the circulation piping 6 like 1st Embodiment. The oil separator 13 is disposed between the expander 3 and the condenser 4. That is, the binary drive device 1 of the fourth embodiment does not separate the lubricating oil from the high-pressure working medium before the power is taken out by the expander 3 as in the first embodiment, but takes out the power by the expander 3. After that, the lubricating oil is separated from the low-pressure working medium.

具体的には、第４実施形態の潤滑機構に設けられる油分離器１３は、循環配管６における膨張機３の下流側で作動媒体から潤滑油を分離・回収している。また、この油分離器１３に設けられた潤滑油供給配管１４は、一端側（入側）は第１実施形態同様に内部タンク１６に接続されているが、他端側（出側）は油分離器１３より上流側に位置する膨張機３の軸受に接続されており、作動媒体と逆方向に向かって回収した潤滑油を帰還させる構成とされている。 Specifically, the oil separator 13 provided in the lubrication mechanism of the fourth embodiment separates and collects the lubricating oil from the working medium on the downstream side of the expander 3 in the circulation pipe 6. The lubricating oil supply pipe 14 provided in the oil separator 13 is connected to the internal tank 16 at one end side (inlet side) as in the first embodiment, but is connected to the oil tank at the other end side (exit side). It is connected to the bearing of the expander 3 located on the upstream side of the separator 13 and is configured to return the lubricating oil collected in the direction opposite to the working medium.

また、この潤滑油供給配管１４には、内部タンク１６から膨張機３に向かう経路途中に、第１実施形態〜第３実施形態と同様に、潤滑油を分離する前の作動媒体を膨張機３の軸受に供給する作動媒体供給配管１５が設けられている。つまり、作動媒体供給配管１５の一端側（入側）は、循環ポンプ５から蒸発器２に向かう循環配管６に接続されており、作動媒体供給配管１５の他端側（出側）は、潤滑油供給配管１４の中途側に接続されている。この作動媒体供給配管１５には、作動媒体供給配管１５を通じて供給される作動媒体（潤滑油）を遮断する第２遮断弁２１が設けられている。 In addition, in the lubricating oil supply pipe 14, the working medium before separating the lubricating oil is passed along the path from the internal tank 16 to the expander 3 in the same manner as in the first to third embodiments. A working medium supply pipe 15 for supplying to the bearing is provided. That is, one end side (inlet side) of the working medium supply pipe 15 is connected to the circulation pipe 6 from the circulation pump 5 toward the evaporator 2, and the other end side (outlet side) of the working medium supply pipe 15 is lubricated. The oil supply pipe 14 is connected to the middle side. The working medium supply pipe 15 is provided with a second shut-off valve 21 that shuts off the working medium (lubricating oil) supplied through the working medium supply pipe 15.

また、内部タンク１６から、作動媒体供給配管１５との合流点までの間の潤滑油供給配管１４には、潤滑油供給配管１４に沿って潤滑油を圧送するオイルポンプ２３と、潤滑油供給配管１４を通じての潤滑油の供給を遮断する第１遮断弁２０が設けられている。
また、上述した潤滑油供給配管１４のオイルポンプ２３には、上述した第１遮断弁２０及び第２遮断弁２１と同様に、制御部１８から制御信号が入力されており、このオイルポンプ２３により潤滑油供給配管１４を流れる潤滑油の流量を調整できるようになっている。 An oil pump 23 that pumps the lubricating oil along the lubricating oil supply pipe 14 and a lubricating oil supply pipe are provided in the lubricating oil supply pipe 14 between the internal tank 16 and the junction with the working medium supply pipe 15. A first shut-off valve 20 that shuts off the supply of lubricating oil through 14 is provided.
Similarly to the first shutoff valve 20 and the second shutoff valve 21 described above, a control signal is input to the oil pump 23 of the lubricating oil supply pipe 14 from the control unit 18. The flow rate of the lubricating oil flowing through the lubricating oil supply pipe 14 can be adjusted.

第４実施形態の潤滑機構では、膨張機３の下流側の循環配管６から回収された内部タンク１６内の潤滑油の液位を液位計１７で検知し、液位計１７で検知された液位が設定値を下回った際には、切替弁に指令を送り、第１遮断弁２０を遮断することで潤滑油の供給を止め、第２遮断弁２１を開くことで循環ポンプ５で加圧された作動媒体を作動媒体供給配管１５を介して膨張機３の軸受へ送るようにし、膨張機３の軸受の潤滑状態を変更する。また、液位計１７で検知された液位が設定値を下回った際には、オイルポンプ２３に指令
を送ってオイルポンプ２３の吐出圧を変化させることで、膨張機３の軸受の潤滑状態を変更するようにしてもよい。 In the lubrication mechanism of the fourth embodiment, the liquid level of the lubricating oil in the internal tank 16 recovered from the circulation pipe 6 on the downstream side of the expander 3 is detected by the liquid level gauge 17 and detected by the liquid level gauge 17. When the liquid level falls below the set value, a command is sent to the switching valve, the supply of the lubricating oil is stopped by shutting off the first shutoff valve 20, and the circulation pump 5 is added by opening the second shutoff valve 21. The pressurized working medium is sent to the bearing of the expander 3 via the working medium supply pipe 15 to change the lubrication state of the bearing of the expander 3. When the liquid level detected by the liquid level gauge 17 falls below the set value, the lubrication state of the bearing of the expander 3 is transmitted by sending a command to the oil pump 23 to change the discharge pressure of the oil pump 23. May be changed.

上述したような第４実施形態のバイナリー駆動装置１は、図４に示すような装置構成、すなわち蒸発器２から油分離器１３までの距離が長く、再始動後に蒸発器２を通過した潤滑油が油分離器１３に達するのに時間が必要な装置構成で有益である。
［第５実施形態］
次に、第５実施形態のバイナリー駆動装置１について図を用いて説明する。 The binary drive device 1 of the fourth embodiment as described above has a device configuration as shown in FIG. 4, that is, a long distance from the evaporator 2 to the oil separator 13, and the lubricating oil that has passed through the evaporator 2 after restarting. Is advantageous in an apparatus configuration that requires time to reach the oil separator 13.
[Fifth Embodiment]
Next, the binary drive device 1 of 5th Embodiment is demonstrated using figures.

図５に示すように、第５実施形態のバイナリー駆動装置１は、循環ポンプ５に、リバースサーキュレーションタイプのポンプ、言い換えれば吐出側の作動媒体の一部を吸込側（例えば、凝縮器４の入側）に返送する形式のポンプを用いた構成となっている。そして、このリバースサーキュレーションタイプのポンプに設けられるリバースサーキュレーション配管２４を流れる作動媒体の一部を作動媒体供給配管１５に導く構成となっている。 As shown in FIG. 5, the binary drive device 1 of the fifth embodiment supplies a reverse circulation type pump, in other words, a part of the discharge side working medium to the suction side (for example, the condenser 4). It has a configuration that uses a pump that returns to the inlet side. A part of the working medium flowing through the reverse circulation pipe 24 provided in the reverse circulation type pump is guided to the working medium supply pipe 15.

具体的には、循環ポンプ５には、この循環ポンプ５で圧送される作動媒体の一部を循環ポンプ５の上流側に帰還させるリバースサーキュレーション配管２４が設けられている。このリバースサーキュレーション配管２４の一端側（入側）は、循環ポンプ５に設けられたリバースサーキュレーションポンプ２５に接続されている。また、リバースサーキュレーション配管２４の他端側（出側）は、循環ポンプ５の上流側、言い換えれば膨張機３から凝縮器４までの循環配管６に接続されている。つまり、リバースサーキュレーション配管２４は、循環ポンプ５の出側を流れる作動媒体の一部を凝縮器４の入側に返送することで、循環ポンプ５の温度調整を可能としている。 Specifically, the circulation pump 5 is provided with a reverse circulation pipe 24 that returns a part of the working medium pumped by the circulation pump 5 to the upstream side of the circulation pump 5. One end side (incoming side) of the reverse circulation pipe 24 is connected to a reverse circulation pump 25 provided in the circulation pump 5. The other end side (outlet side) of the reverse circulation pipe 24 is connected to the upstream side of the circulation pump 5, in other words, the circulation pipe 6 from the expander 3 to the condenser 4. In other words, the reverse circulation pipe 24 enables a temperature adjustment of the circulation pump 5 by returning a part of the working medium flowing on the outlet side of the circulation pump 5 to the inlet side of the condenser 4.

そして、第５実施形態のバイナリー駆動装置１は、このリバースサーキュレーション配管２４から分岐するように作動媒体供給配管１５が配設されている。つまり、この作動媒体供給配管１５の入側は、上述したリバースサーキュレーション配管２４の中途側に接続されていて、リバースサーキュレーション配管２４を流れる作動媒体の一部を膨張機３などの回転機器に導入できるようになっている。 In the binary drive device 1 of the fifth embodiment, the working medium supply pipe 15 is arranged so as to branch from the reverse circulation pipe 24. That is, the inlet side of the working medium supply pipe 15 is connected to the middle side of the reverse circulation pipe 24 described above, and a part of the working medium flowing through the reverse circulation pipe 24 is used as a rotating device such as the expander 3. It can be introduced.

また、上述した潤滑油供給配管１４は、第１実施形態と同様に油分離器１３の内部タンク１６と膨張機３との間に配設されており、内部タンク１６の潤滑油を膨張機３の軸受に送ることができるようになっている。また、作動媒体供給配管１５は、リバースサーキュレーション配管２４の中途側から分岐し、潤滑油供給配管１４の中途側に合流するものとなっており、この作動媒体供給配管１５の中途側（前述した分岐位置から合流位置の間）に上述した第２遮断弁２１が設けられている。 Further, the lubricating oil supply pipe 14 described above is disposed between the internal tank 16 of the oil separator 13 and the expander 3 as in the first embodiment, and the lubricating oil in the internal tank 16 is supplied to the expander 3. It can be sent to the bearing. The working medium supply pipe 15 is branched from the middle of the reverse circulation pipe 24 and merges with the middle of the lubricating oil supply pipe 14. The second shut-off valve 21 described above is provided between the branch position and the merge position.

上述した第５施形態のバイナリー駆動装置１を運転させる場合には、液位計１７で計測された油分離器１３の内部タンク１６の液位が減少すると、計測された液位が液位の設定値を下回るとの判定結果が得られ、制御部１８から上述した第１遮断弁２０に向かって弁を「閉」にする指令が送られると共に、第２遮断弁２１に弁を「開」にする指令が送られる。 When the binary drive device 1 of the fifth embodiment described above is operated, when the liquid level in the internal tank 16 of the oil separator 13 measured by the liquid level meter 17 decreases, the measured liquid level becomes the liquid level. A determination result that the value is lower than the set value is obtained, and a command to “close” the valve is sent from the control unit 18 toward the first cutoff valve 20 described above, and the valve is opened to the second cutoff valve 21. A command to send is sent.

そうすると、リバースサーキュレーション配管２４の中途側から、潤滑油供給配管１４に作動媒体が流れ込み、潤滑油が分離される前の作動媒体（潤滑能力を有する作動媒体）、言い換えれば作動媒体に含まれる潤滑油を用いて膨張機３の軸受を潤滑することが可能となる。
上述したような第５施形態のバイナリー駆動装置１は、既存設備に設けられるリバースサーキュレーション配管２４を有効に利用して、簡単に潤滑油が分離される前の作動媒体を回転機器に供給する潤滑機構を設けることが可能となる。 Then, the working medium flows into the lubricating oil supply pipe 14 from the middle of the reverse circulation pipe 24 and the working medium before the lubricating oil is separated (the working medium having lubricating ability), in other words, lubrication contained in the working medium. It becomes possible to lubricate the bearing of the expander 3 using oil.
The binary drive device 1 according to the fifth embodiment as described above effectively uses the reverse circulation pipe 24 provided in the existing equipment, and supplies the working medium before the lubricating oil is easily separated to the rotating equipment. A lubrication mechanism can be provided.

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特に、今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. In particular, in the embodiment disclosed this time, matters that are not explicitly disclosed, for example, operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of a component deviate from a range that a person skilled in the art normally performs. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.

１バイナリー駆動装置
２蒸発器
３膨張機
４凝縮器
５循環ポンプ
６循環配管
７蒸気配管
８駆動軸
９発電機
１０冷却水配管
１３油分離器
１４潤滑油供給配管
１５作動媒体供給配管
１６内部タンク
１７液位計
１８制御部
２０第１遮断弁
２１第２遮断弁
２２流量計
２３オイルポンプ
２４リバースサーキュレーション配管
２５リバースサーキュレーションポンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Binary drive device 2 Evaporator 3 Expander 4 Condenser 5 Circulation pump 6 Circulation piping 7 Steam piping 8 Drive shaft 9 Generator 10 Cooling water piping 13 Oil separator 14 Lubricating oil supply piping 15 Working medium supply piping 16 Internal tank 17 Level gauge 18 Control unit 20 First shut-off valve 21 Second shut-off valve 22 Flow meter 23 Oil pump 24 Reverse circulation piping 25 Reverse circulation pump

Claims

Evaporate the working medium, expand the evaporated working medium and generate driving force, condense the expanded working medium, and supply the lubricating oil to the rotating equipment provided on the circulation path to evaporate the condensed working medium again A binary drive device having a lubrication mechanism for lubricating the rotating device,
The lubricating mechanism includes an oil separator that separates the lubricating oil from the working medium, a lubricating oil supply pipe that sends the lubricating oil separated by the oil separator to a rotating device, and a downstream side of the circulation pump in the circulation path And a working medium supply pipe for sending the working medium upstream of the oil separator to the rotating device ,
The working medium supply pipe is joined to a lubricating oil supply pipe on the way from the oil separator to the rotating equipment,
A binary drive device, wherein a switching valve for switching a communication state between the rotating device and the lubricating oil supply pipe or the working medium supply pipe is provided in the lubricating oil supply pipe or the working medium supply pipe .

The circulation path is provided with an evaporator for evaporating the working medium,
Wherein the downstream side of the evaporator, the binary drive device according to claim 1, characterized in that the oil separator is provided.

Evaporate the working medium, expand the evaporated working medium and generate driving force, condense the expanded working medium, and supply the lubricating oil to the rotating equipment provided on the circulation path to evaporate the condensed working medium again A binary drive device having a lubrication mechanism for lubricating the rotating device,
The lubricating mechanism includes an oil separator that separates the lubricating oil from the working medium, a lubricating oil supply pipe that sends the lubricating oil separated by the oil separator to a rotating device, and a downstream side of the circulation pump in the circulation path And a working medium supply pipe for sending the working medium upstream of the oil separator to the rotating device ,
The circulation path is provided with an expander for expanding the working medium,
The binary drive device , wherein the oil separator is provided downstream of the expander .

The oil separator is provided with a detector that detects that lubricating oil is stored in the oil separator,
The binary drive device according to claim 1 or 2 , wherein the switching valve is switched based on a detection result of the detector.

Evaporate the working medium, expand the evaporated working medium and generate driving force, condense the expanded working medium, and supply the lubricating oil to the rotating equipment provided on the circulation path to evaporate the condensed working medium again A binary drive device having a lubrication mechanism for lubricating the rotating device,
The lubricating mechanism includes an oil separator that separates the lubricating oil from the working medium, a lubricating oil supply pipe that sends the lubricating oil separated by the oil separator to a rotating device, and a downstream side of the circulation pump in the circulation path And a working medium supply pipe for sending the working medium upstream of the oil separator to the rotating device ,
The rotating device is an expander for expanding the working medium;
The lubricating oil supply pipe supplies lubricating oil to a bearing of the expander, and the working medium supply pipe is configured to supply a working medium to a bearing of the expander. .

Evaporate the working medium, expand the evaporated working medium and generate driving force, condense the expanded working medium, and supply the lubricating oil to the rotating equipment provided on the circulation path to evaporate the condensed working medium again A binary drive device having a lubrication mechanism for lubricating the rotating device,
The lubricating mechanism includes an oil separator that separates the lubricating oil from the working medium, a lubricating oil supply pipe that sends the lubricating oil separated by the oil separator to a rotating device, and a downstream side of the circulation pump in the circulation path And a working medium supply pipe for sending the working medium upstream of the oil separator to the rotating device ,
The rotary device is a circulation pump for circulating a working medium along the circulation path;
The lubricating oil supply pipe supplies lubricating oil to the bearing of the circulation pump, and the working medium supply pipe is configured to supply the working medium to the bearing of the circulation pump. .

Evaporate the working medium, expand the evaporated working medium and generate driving force, condense the expanded working medium, and supply the lubricating oil to the rotating equipment provided on the circulation path to evaporate the condensed working medium again A binary drive device having a lubrication mechanism for lubricating the rotating device,
The lubricating mechanism includes an oil separator that separates the lubricating oil from the working medium, a lubricating oil supply pipe that sends the lubricating oil separated by the oil separator to a rotating device, and a downstream side of the circulation pump in the circulation path And a working medium supply pipe for sending the working medium upstream of the oil separator to the rotating device ,
The circulation pump is provided with a reverse circulation pipe that returns part of the working medium pumped by the circulation pump to the upstream side of the circulation pump.
The binary drive device, wherein the working medium supply pipe branches from the reverse circulation pipe .