JP6060029B2 - 回転機駆動システム - Google Patents

Description

本発明は、回転機駆動システムに関するものである。

従来、複数の膨張機と、これらの膨張機から取り出される動力により駆動される回転機とを備えた回転機駆動システムが知られている。例えば、特許文献１には、蒸気からなる加熱媒体が循環する加熱媒体回路と、作動媒体が循環する低温ＯＲＣシステムと、発電機とを備える回転機駆動システムが開示されている。加熱媒体回路は、ボイラと、加熱媒体が導入される蒸気膨張機と、加熱媒体をボイラに送る給水ポンプとを有しており、蒸気膨張機から動力が取り出される。低温ＯＲＣシステムは、作動媒体を蒸発させる蒸気凝縮器−ＯＲＣ給水加熱器−蒸発器と、蒸気凝縮器−ＯＲＣ給水加熱器−蒸発器から流出した作動媒体が流入するＯＲＣ膨張機と、ＯＲＣ膨張機から流出した作動媒体を凝縮させる加熱低減器−凝縮器と、加熱低減器−凝縮器から流出した作動媒体を加圧して蒸気凝縮器−ＯＲＣ給水加熱器−蒸発器へ送出するＯＲＣ給水ポンプとを有しており、ＯＲＣ膨張機から動力が取り出される。発電機は、蒸気膨張機及びＯＲＣ膨張機に接続されており、両膨張機から取り出された動力により駆動される。そして、蒸気膨張機から排出された加熱媒体は、蒸気凝縮器−ＯＲＣ給水加熱器−蒸発器に導入され、ここで作動媒体を蒸発させる。つまり、この回転機駆動システムでは、蒸気膨張機から排出された加熱媒体のエネルギーをＯＲＣ膨張機の駆動に利用している。

特表２０１１−５１１２０９号公報

特許文献１に示されるように、２つの膨張機を有するランキンサイクルの構成では、蒸気膨張機に流入する前の加熱媒体のもつエネルギーが、蒸気膨張機での最大量の動力の取り出しに利用され、その残った分がＯＲＣ膨張機での動力の取り出しに利用される。この場合、蒸気膨張機からは大きな動力が取り出される一方、ＯＲＣ膨張機からは蒸気膨張機で取り出される動力に比べて非常に小さな動力しか取り出すことができない。そのため、各膨張機から取り出される動力の総和という観点では、このプロセスには改善の余地があると考えられる。

本発明の目的は、複数の膨張機から取り出される動力の総和を向上させることである。

前記課題を解決するために、本発明者らは、第一膨張機の排熱温度、すなわち、第一膨張機から排出された加熱媒体の温度（以下、「排熱温度」という。）と、各膨張機から取り出される動力との関係について調べたところ、前記排熱温度が高くなるような制御をあえて行うと、概ね第一膨張機で取り出される動力の減少量よりも第二膨張機で取り出される動力の増大量の方が大きくなる傾向にあることが確認された。そこで、本発明者らは、第一膨張機で最大量の動力が取り出されるように加熱媒体のエネルギーを利用するのではなく、第一膨張機で最大量の動力を取り出すときに利用される加熱媒体のエネルギーの一部を第二膨張機で動力を取り出すときの利用分に回すことにより、各膨張機から取り出される動力の総和を向上可能であることに想到した。

本発明は、このような観点からなされたものであり、蒸気からなる加熱媒体が導入される第一膨張機と、前記第一膨張機から排出された加熱媒体で作動媒体を加熱することにより当該作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から流出した作動媒体が流入する第二膨張機と、前記第二膨張機から排出された作動媒体を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器から流出した作動媒体を加圧して前記蒸発器へ送出するポンプと、前記第一膨張機及び前記第二膨張機によって駆動される回転駆動部と、前記第一膨張機の排熱温度を上昇させる制御を行う制御部と、を備える回転機駆動システムを提供する。

本発明では、制御部は、第一膨張機の排熱温度を上昇させる制御を行う。すなわち、制御部は、第一膨張機に流入する前の加熱媒体の温度に対する第一膨張機から排出された後の加熱媒体の温度の低下を抑制する制御を行う。このため、第一膨張機で取り出される動力は当該第一膨張機で取り出すことが可能な最大量の動力よりも減少する。しかしながら、第一膨張機から排出された加熱媒体のもつエネルギーが第二膨張機で有効に利用されることにより、第二膨張機で取り出される動力が第一膨張機で取り出される動力の減少分以上に増大するので、両膨張機から取り出される動力の総和が増大する。換言すれば、本発明では、第一膨張機で最大量の動力を取り出すときに利用される加熱媒体のエネルギーの一部を第二膨張機で動力を取り出すときの利用分に回している。これによって第二膨張機で取り出される動力が増加するので、両膨張機から取り出される動力の総和が増加する。具体的には、第一膨張機の排熱温度、すなわち、第一膨張機から排出された加熱媒体の温度が高くなると、当該加熱媒体が蒸発器内において作動媒体と熱交換するときに当該作動媒体に与える熱量が増加する。そうすると、蒸発器での作動媒体の蒸発量が増加する。この結果、第二膨張機に流入する作動媒体のもつエネルギー、すなわち、当該第二膨張機で取り出される動力が増大する。よって、両膨張機から取り出される動力の総和が増加する。

この場合において、前記制御部は、前記排熱温度を上昇させるように、前記第一膨張機の回転数を制御してもよい。

この態様では、第一膨張機の回転数を制御することにより前記排熱温度が上昇するので、両膨張機から取り出される動力の総和が増加する。

あるいは、前記第一膨張機をバイパスするバイパス流路と、このバイパス流路に設けられたバイパス弁とをさらに備え、前記制御部は、前記排熱温度を上昇させるように、前記バイパス弁の開度を調整してもよい。

この態様では、バイパス弁の開度を調整することにより前記排熱温度が上昇するので、両膨張機から取り出される動力の総和が増加する。

また、本発明において、前記回転駆動部は、前記第一膨張機に接続された第一回転機と、前記第一回転機とは別体で構成されており前記第二膨張機に接続された第二回転機とを含んでもよい。

このようにすれば、第一回転機及び第二回転機の仕様等を各回転機のそれぞれが接続される膨張機に応じて適切に管理することが可能となる。

あるいは、前記回転駆動部は、第一軸部を介して前記第一膨張機と接続され、かつ、第二軸部を介して前記第二膨張機と接続された単一の回転機であってもよい。

このようにすれば、当該システムの構造及び回転機の出力の管理が簡素化される。

以上のように、本発明によれば、複数の膨張機から取り出される動力の総和を向上させることができる。

本発明の第一実施形態の回転機駆動システムの構成を概略的に示す図である。 第一膨張機の排熱温度（加熱媒体の排熱温度）と各発電機の出力との関係を示すグラフである。 本発明の第二実施形態の回転機駆動システムの構成を概略的に示す図である。 第二実施形態の回転機駆動システムの変形例の構成を概略的に示す図である。 本発明の第三実施形態の回転機駆動システムの構成を概略的に示す図である。 第三実施形態の回転機駆動システムの制御内容の概略を示すフローチャートである。 本発明の第四実施形態の回転機駆動システムの構成を概略的に示す図である。

以下、本発明を実施するための好ましい形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（第一実施形態）
図１は、第一実施形態の回転機駆動システムの構成を示している。回転機駆動システムは、蒸気からなる加熱媒体から動力を回収する第一動力回収系統１０と、作動媒体が循環するバイナリサイクル機関である第二動力回収系統２０と、回転駆動部３０と、各種制御を行う制御部４０とを備えている。なお、第二動力回収系統２０内は、水よりも低い沸点を有する作動媒体（例えば、ＨＦＣ２４５ｆａ）が循環する。

第一動力回収系統１０は、第一膨張機１１と、第一膨張機１１と後述の蒸発器２１とを接続する接続流路１２とを有する。接続流路１２には、第一膨張機１１から排出された後の加熱媒体の温度（以下、「排熱温度」という。）を測定する温度センサ１３が設けられる。

第一膨張機１１は、第一動力回収系統１０の上流部に位置し、蒸気からなる加熱媒体が流れる加熱媒体供給流路に接続されている。第一膨張機１１に供給される加熱媒体として、例えば、坑井（蒸気井）から採取された蒸気や、工場等から排出された蒸気のほか、太陽熱を熱源とする集熱器により生成された蒸気や、エンジン、圧縮機等の排熱から生成された蒸気、バイオマスや化石燃料を熱源とするボイラーから生成された蒸気等が挙げられる。第一膨張機１１は、加熱媒体が膨張することによって動力を生成する。本実施形態では、第一膨張機１１としてスクリュ膨張機が用いられている。スクリュ膨張機では、第一膨張機１１のケーシング内に形成されたロータ室（図示せず）に雌雄一対のスクリュロータが収容されている。このスクリュ膨張機では、ケーシングに形成された吸気口から前記ロータ室に供給された加熱媒体の膨張力によってスクリュロータが回転する。そして、前記ロータ室内で膨張することにより圧力が低下した加熱媒体は、ケーシングに形成された排出口から接続流路１２に排出される。なお、第一膨張機１１は、スクリュ膨張機に限られるものではなく、タービン型の膨張機等、その他の膨張機で構成してもよい。

第二動力回収系統２０は、作動媒体を蒸発させる蒸発器２１と、ガス状の作動媒体を膨張させる第二膨張機２２と、第二膨張機２２で膨張した作動媒体を凝縮させる凝縮器２３と、凝縮器２３で凝縮された作動媒体を蒸発器２１へ送るポンプ２４と、蒸発器２１、第二膨張機２２、凝縮器２３及びポンプ２４をこの順に直列に接続する循環流路２５とを有する。

蒸発器２１は、作動媒体が流れる作動媒体流路２１ａと、加熱媒体が流れる加熱媒体流路２１ｂとを有する。加熱媒体流路２１ｂは、第一動力回収系統１０の接続流路１２の下流側の端部に接続されており、加熱媒体流路２１ｂには第一膨張機１１から排出された（第一膨張機１１で膨張した）加熱媒体が流れる。作動媒体流路２１ａの両端は、それぞれ循環流路２５に接続されている。作動媒体流路２１ａを流れる作動媒体は、加熱媒体流路２１ｂを流れる加熱媒体と熱交換することにより蒸発する。

第二膨張機２２は、循環流路２５における蒸発器２１の下流側に設けられており、蒸発器２１で蒸発した作動媒体が膨張することによって動力を生成する。本実施形態では、第二膨張機２２として第一膨張機１１と同様のスクリュ膨張機が用いられている。なお、第二膨張機２２は、スクリュ膨張機に限られるものではなく、タービン型の膨張機等、その他の膨張機で構成してもよい。

凝縮器２３は、ガス状の作動媒体が流れる作動媒体流路２３ａと、冷却媒体が流れる冷却媒体流路２３ｂとを有する。冷却媒体流路２３ｂ内は、外部から供給される冷却媒体が流れる。冷却媒体としては、例えば、クーリングタワーで冷却された冷却水が挙げられる。作動媒体流路２３ａを流れる作動媒体は、冷却媒体流路２３ｂを流れる冷却媒体と熱交換することにより凝縮する。

ポンプ２４は、循環流路２５内で作動媒体を循環させるためのものであり、凝縮器２３と蒸発器２１との間に設けられている。ポンプ２４は、凝縮器２３で凝縮された液状の作動媒体を所定の圧力まで加圧して蒸発器２１に送り出す。ポンプ２４として、インペラをロータとして備える遠心ポンプや、ロータが一対のギアからなるギアポンプ等が用いられる。

回転駆動部３０は、第一の回転機である第一発電機３０ａと、第二の回転機である第二発電機３０ｂとを有している。本実施形態では、第一発電機３０ａおよび第二発電機３０ｂとして回転数を調整可能なＩＰＭ発電機（永久磁石同期発電機）が用いられている。第一発電機３０ａは、第一膨張機１１に接続されている。具体的に、第一発電機３０ａは、第一膨張機１１の一対のスクリュロータのうちの一方に接続された回転軸を有している。第一発電機３０ａは、回転軸が前記スクリュロータの回転に伴って回転することにより電力を発生させる。第二発電機３０ｂは、第二膨張機２２に接続されている点を除いて、第一発電機３０ａと同じ構成であるので、その説明を省略する。第一発電機３０ａの回転数は、制御部４０によりインバータ４１を介して制御される。なお、各発電機３０ａ，３０ｂは、ＩＰＭ発電機に限られるものではなく、例えば誘導発電機等、他のタイプの発電機としてもよい。

制御部４０はインバータ４１に接続される。制御部４０はインバータ４１を介して第一発電機３０ａの回転数を調整することにより、第一膨張機１１の回転数を強制的に小さくする。第一膨張機１１の回転数が小さくなることにより、加熱媒体の排熱温度が上昇する。その結果、蒸発器２１での作動媒体の蒸発量が増大して第二膨張機２２にて生成される動力が増大し、第二発電機３０ｂの発電電力が増大する。

次に、加熱媒体の排熱温度と、各発電機３０ａ，３０ｂの発電電力、すなわち、各膨張機１１，２２から取り出される動力との関係について、図２を参照しながら説明する。図２では、第一および第二発電機３０ａ，３０ｂの発電電力の和も示している。

第一発電機３０ａの発電電力は、排熱温度が１００℃近傍にて最大であり、排熱温度が高くなるにしたがって次第に減少する。第二発電機３０ｂの発電電力は、排熱温度が高くなるにしたがって次第に増大する。第一および第二発電機３０ａ，３０ｂの発電電力の和（以下、「総発電電力」という。）は、排熱温度がおよそ１１７℃にて最大となることが判る。回転機駆動システムでは、第一膨張機１１の回転数を制御して排熱温度が１１７℃近傍となるように制御することにより、第一発電機３０ａの発電電力を最大とする場合に比べて、総発電電力を増大させることができる。

なお、第一発電機３０ａの発電電力は、第一膨張機１１に供給される加熱媒体の温度に依存することから、第一膨張機１１に供給される加熱媒体の温度の変化に合わせて、図２に示す第一発電機３０ａの発電電力の推移を示す曲線が上下に移動する。これに伴って、当然に第一および第二発電機３０ｂの総発電電力を示す線も上下に移動する。

続いて、本実施形態の回転機駆動システムの動作を説明する。

第一膨張機１１に加熱媒体が供給されると、当該加熱媒体の膨張により第一膨張機１１が回転する。これにより第一発電機３０ａが回転し、第一動力回収系統１０から電力が取り出される。第一膨張機１１から排出された加熱媒体は、蒸発器２１の加熱媒体流路２１ｂに流入する。蒸発器２１において、作動媒体流路２１ａを流れる作動媒体は、加熱媒体流路２１ｂに流入した加熱媒体と熱交換することにより蒸発する。そして、蒸発器２１から流出したガス状の作動媒体は第二膨張機２２へ流入し、第二膨張機２２が回転する。これにより第二発電機３０ｂが回転し、第二動力回収系統２０から電力が取り出される。

また、第一発電機３０ａによる発電に並行して、制御部４０は、温度センサ１３の検出値が設定領域Ａ（図２参照）の上限値よりも高くなったときに第一膨張機１１の回転数を上げ、温度センサ１３の検出値が前記設定領域Ａの下限値よりも低くなったときに第一膨張機１１の回転数を下げる。ここで、前記設定領域Ａは、第一および第二発電機３０ａ，３０ｂの総発電電力の最大値を含み、かつ、第一膨張機１１の回転数を制御しない場合、すなわち、第一発電機３０ａの発電電力が最大となる場合よりも総発電電力が大きい温度領域である。本実施形態では、排熱温度が１０５℃〜１２５℃の領域を設定領域Ａとしている。

以上説明したように、第一実施形態の回転機駆動システムでは、制御部４０が第一膨張機１１から排出される加熱媒体の排熱温度を上昇させる制御を行うことにより、第一膨張機１１から排出された加熱媒体のエネルギーが第二膨張機２２で有効に利用される。第二膨張機２２で取り出される動力が第一膨張機１１で取り出される動力の減少分よりも増大することにより、両膨張機１１，２２から取り出される動力の総和が増大する。その結果、第一および第二発電機３０ａ，３０ｂの総発電電力を増大することができる。

また、本実施形態では、回転駆動部３０は、第一膨張機１１に接続された第一発電機３０ａと、第一発電機３０ａとは別体で構成されており第二膨張機２２に接続された第二回転機３０ｂとを含むことから、第一発電機３０ａ及び第二発電機３０ｂの仕様等を各発電機３０ａ，３０ｂのそれぞれが接続される膨張機１１，２２に応じて適切に管理することが可能となる。

加熱媒体の排熱温度を検出する手段として、接続流路１２に圧力センサが設けられてもよい。第一膨張機１１から排出される加熱媒体は飽和蒸気であるため、加熱媒体の圧力に基づいて排熱温度を求めることができる。以下の実施形態においても同様である。

（第二実施形態）
図３は、本発明の第二実施形態の回転機駆動システムを示す。なお、第二実施形態では、第一実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第一実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。また、本実施形態では、第一実施形態と同じ構成には同じ符号を付している。

図３に示されるように、本実施形態の第一動力回収系統１０は、第一膨張機１１をバイパスするバイパス流路１４と、バイパス流路１４に設けられた開閉弁からなるバイパス弁１５とをさらに有する。バイパス流路１４の一端は、第一動力回収系統１０における第一膨張機１１の上流側、すなわち、加熱媒体供給流路に接続されている。バイパス流路１４の他端は、第一膨張機１１の下流側、すなわち、接続流路１２に接続されている。バイパス弁１５の開放時には、加熱媒体の一部がバイパス流路１４を流れることから、第一膨張機１１から排出される加熱媒体の排熱温度が上昇することとなる。

制御部４０は、バイパス弁１５の開度を調整することにより、排熱温度が設定領域Ａの範囲内に収まるよう制御する。より具体的には、制御部４０は、温度センサ１３の検出値が前記設定領域Ａの上限値よりも高くなったときにバイパス弁１５の開度を小さくし、温度センサ１３の検出値が前記設定領域Ａの下限値よりも低くなったときにバイパス弁１５の開度を大きくする。バイパス弁１５の開度を小さくすると、第一膨張機１１を迂回する加熱媒体の量が減少するため加熱媒体の排熱温度が低下する。バイパス弁１５の開度を大きくすると、第一膨張機１１を迂回する加熱媒体の量が増加するため加熱媒体の排熱温度が上昇する。

回転機駆動システムでは、バイパス弁１５を設けることにより加熱媒体の排熱温度を上昇させることができ、蒸発器２１に流入する作動媒体の蒸発量を増大させることができる。その結果、第二膨張機２２にて生成される動力が増大し、第二発電機３０ｂの発電電力が増大する。排熱温度を設定領域Ａの範囲内に維持させることにより、バイパス弁１５が設けられない構造に比べて総発電電力を増大させることができる。

本実施形態では、図４に示されように、回転駆動部３０は、当該回転駆動部３０の回転軸が第一軸部３１を介して第一膨張機１１と接続され、かつ、当該回転軸が第二軸部３２を介して第二膨張機２２と接続された単一の発電機３０であってもよい。このようにすれば、当該回転機駆動システムの構造及び発電機の出力の管理が簡素化される。

また、図示は省略するが、第一軸部３１は、第一膨張機１１に接続された第一軸と発電機３０の回転軸に接続された第二軸とに分断されるとともに、第一軸の動力が第二軸に伝達されるようにこれら第一軸及び第二軸を結合する結合部を有する構成であってもよい。この場合、結合部は、第一軸と第二軸との間で回転数を変換する歯車等の増減速機構によって構成されていてもよく、第一軸と第二軸とを磁気的に結合する磁気カップリングによって構成されてもよい。

（第三実施形態）
図５は、本発明の第三実施形態の回転機駆動システムを示す。なお、第三実施形態では、第一実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第一実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。また、本実施形態では、第一実施形態と同じ構成には同じ符号を付している。

制御部４０は第一発電機３０ａに接続された第一出力センサ３３ａの検出値、および、第二発電機３０ｂに接続された第二出力センサ３３ｂの検出値に基づいて、第一発電機３０ａの回転数を制御する。第一発電機３０ａを制御することにより、第一膨張機１１の回転数が小さくなり、加熱媒体の排熱温度が上昇する。

制御部４０の機能には、第一出力センサ３３ａの検出値と第二出力センサ３３ｂの検出値との合計をそれぞれ記憶する第一記憶部４０ａ及び第二記憶部４０ｂと、第一膨張機１１の回転数が変化した後に第一動力回収系統１０及び第二動力回収系統２０が安定する（各発電機３０ａ，３０ｂの発電電力が安定する）までの所定時間（本実施形態では１〜２分間）を計測する計測部４０ｃとが含まれている。この制御部４０の具体的な制御内容（両出力センサ３３ａ，３３ｂの検出値の総和を最大とする制御内容）について図６を参照しながら説明する。

まず、回転機駆動システムを起動する（ステップＳ１０）。制御部４０は、第一発電機３０ａの発電電力である第一出力センサ３３ａの検出値と、第二発電機３０ｂの発電電力である第二出力センサ３３ｂの検出値との合計を第一記憶部４０ａに入力する（ステップＳ１１）。

次に、制御部４０は、加熱媒体の排熱温度を僅かに上昇させるべく、インバータ４１を介して第一発電機３０ａの回転数を１％程度下げる（ステップＳ１２）。これにより、第一膨張機１１の回転数も１％程度下がる。そして、各系統１０，２０が安定するまでの所定時間（本実施形態では１〜２分間）が経過した後（ステップＳ１３）、第一出力センサ３３ａの検出値と第二出力センサ３３ｂの検出値との合計を第二記憶部４０ｂに入力する（ステップＳ１４）。

続いて、第二記憶部４０ｂの値が第一記憶部４０ａの値よりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ１５）。その結果、第二記憶部の値が第一記憶部の値よりも大きければ、すなわち、ステップＳ１２の後、ステップＳ１２の前と比べて総発電電力が増大していれば、当該第二記憶部の値を第一記憶部に入力し、ステップＳＴ１２に戻る（ステップＳ１６）。一方、第二記憶部の値が第一記憶部の値よりも小さければ、第一発電機３０ａの回転数を１％程度下げる前の状態に戻すべく、第一発電機３０ａの回転数を１％程度上げる（ステップＳ１７）。これにより、第一膨張機１１の回転数も１％程度上がり、加熱媒体の排熱温度が僅かに低下する。そして、所定時間待つ（ステップＳ１８）。このときの両発電機３０ａ，３０ｂの発電電力の総和は、第一発電機３０ａの回転数を１％程度下げる前、つまり、ステップＳ１２の直前の総和と略同じと考えられる。

次に、このときの両発電機３０ａ，３０ｂの発電電力の総和を基準として再び総発電電力が最大となる点を調べるために、第一出力センサ３３ａの検出値と第二出力センサ３３ｂの検出値との合計を第一記憶部に入力する（ステップＳ１９）。

ステップＳ１２で第一発電機３０ａの回転数を１％程度下げた結果、総発電電力が減少したので、続いては、第一発電機３０ａの回転数を１％程度上げる（ステップＳ２０）。そして、所定時間が経過した後（ステップＳ２１）、第一出力センサ３３ａの検出値と第二出力センサ３３ｂの検出値との合計を第二記憶部に入力する（ステップＳ２２）。

続いて、第二記憶部の値が第一記憶部の値よりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ２３）。その結果、第二記憶部の値が第一記憶部の値よりも大きければ、当該第二記憶部の値を第一記憶部に入力し、ステップＳ２０に戻る（ステップＳ２４）。一方、第二記憶部の値が第一記憶部の値よりも小さければ、第一発電機３０ａの回転数を１％程度上げる前の状態に戻すべく、第一発電機３０ａの回転数を１％程度下げる（ステップＳ２５）。

そして、所定時間が経過した後（ステップＳ２６）、第一出力センサ３３ａの検出値と第二出力センサ３３ｂの検出値との合計を第一記憶部に入力し、ステップＳ１２に戻る（ステップＳ２７）。以上に説明した制御部４０の動作が回転機駆動システムの駆動時に繰り返される。

本実施形態においても、回転機駆動システムの総発電電力を増大することができる。

（第四実施形態）
図７は本発明の第四実施形態の回転機駆動システムを示す。なお、第四実施形態では、第二実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第二実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。また、本実施形態では、第二実施形態と同じ構成には同じ符号を付している。

本実施形態の制御部４０は、第一発電機３０ａの出力ラインに設けられた第一出力センサ３３ａの検出値と、第二発電機３０ｂの出力ラインに設けられた第二出力センサ３３ｂの検出値とに基づいてバイパス弁１５の開度を調整する。本実施形態の制御部４０は、制御対象がバイパス弁１５の開度である点を除き、第三実施形態の制御部４０と同じ制御を行うので、その説明を簡略化する。具体的に、本実施形態の制御部４０の制御内容は、図６に示される各ステップうち、第一膨張機１１の回転数を１％程度下げるステップ（ステップＳ１２及びステップＳ２５）が、バイパス弁１５の開度を１％程度大きくすると読み替えられ、第一膨張機１１の回転数を１％程度上げるステップ（ステップＳ１７及びステップＳ２０）が、バイパス弁１５の開度を１％程度小さくすると読み替えられる。

本実施形態においても、第三実施形態と同様、総発電電力を増大することができる。

回転駆動部３０は、図４に示されるような単一の発電機３０、具体的には、その回転軸が第一軸部３１を介して第一膨張機１１と接続され、かつ、当該回転軸が第二軸部３２を介して第二膨張機２２と接続された単一の発電機３０で構成されてもよい。

（その他の実施形態）
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、回転駆動部３０として発電機３０が例示されたが、回転駆動部３０は圧縮機やモータなど他の回転機械やギアなど動力伝達装置でもよい。また、蒸発器２１は、作動媒体を飽和温度程度に加熱して蒸発させる蒸発部と、この蒸発部で飽和温度程度に加熱された作動媒体を過熱状態にする過熱部とを有する構成としてもよい。この場合において、蒸発部と過熱部とは別個に構成されていてもよく、あるいは一体的に構成されていてもよい。

上記実施形態では、蒸発器２１の下流に第二動力回収系統２０と同様のランキンサイクル機関が設けられてもよい。図４に示す回転機駆動システムでは、複数の第二動力回収系統２０が用いられる場合、３以上の膨張機により回転駆動部３０が駆動されてもよい。回転機駆動部を構成する回転機の数は３以上でもよい。

１０ 第一動力回収系統
１１ 第一膨張機
１２ 接続流路
１３ 温度センサ
１４ バイパス流路
１５ バイパス弁
２０ 第二動力回収系統
２１ 蒸発器
２１ａ 作動媒体流路
２１ｂ 加熱媒体流路
２２ 第二膨張機
２３ 凝縮器
２４ ポンプ
２５ 循環流路
３０ 回転駆動部（発電機）
３０ａ 第一回転機（第一発電機）
３０ｂ 第二回転機（第二発電機）
３１ 第一軸部
３２ 第二軸部
３３ａ 第一出力センサ
３３ｂ 第二出力センサ
４０ 制御部
４０ａ 第一記憶部
４０ｂ 第二記憶部
４０ｃ 測定部
４１ インバータ

Claims (6)

1. 蒸気からなる加熱媒体が導入される第一膨張機と、
   前記第一膨張機から排出された加熱媒体で作動媒体を加熱することにより当該作動媒体を蒸発させる蒸発器と、
   前記蒸発器から流出した作動媒体が流入する第二膨張機と、
   前記第二膨張機から排出された作動媒体を凝縮させる凝縮器と、
   前記凝縮器から流出した作動媒体を加圧して前記蒸発器へ送出するポンプと、
   前記第一膨張機及び前記第二膨張機によって駆動される回転駆動部と、
   前記第一膨張機の排熱温度を上昇させる制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第一膨張機から排出された加熱媒体の温度に基づいて、前記排熱温度を上昇させるように、前記第一膨張機の回転数を制御する回転機駆動システム。
2. 蒸気からなる加熱媒体が導入される第一膨張機と、
   前記第一膨張機から排出された加熱媒体で作動媒体を加熱することにより当該作動媒体を蒸発させる蒸発器と、
   前記蒸発器から流出した作動媒体が流入する第二膨張機と、
   前記第二膨張機から排出された作動媒体を凝縮させる凝縮器と、
   前記凝縮器から流出した作動媒体を加圧して前記蒸発器へ送出するポンプと、
   前記第一膨張機及び前記第二膨張機によって駆動される回転駆動部と、
   前記第一膨張機をバイパスするバイパス流路と、
   前記バイパス流路に設けられたバイパス弁と、
   前記第一膨張機の排熱温度を上昇させる制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第一膨張機から排出された加熱媒体の温度に基づいて、前記排熱温度を上昇させるように、前記バイパス弁の開度を調整する回転機駆動システム。
3. 蒸気からなる加熱媒体が導入される第一膨張機と、
   前記第一膨張機から排出された加熱媒体で作動媒体を加熱することにより当該作動媒体を蒸発させる蒸発器と、
   前記蒸発器から流出した作動媒体が流入する第二膨張機と、
   前記第二膨張機から排出された作動媒体を凝縮させる凝縮器と、
   前記凝縮器から流出した作動媒体を加圧して前記蒸発器へ送出するポンプと、
   前記第一膨張機及び前記第二膨張機によって駆動される回転駆動部と、
   前記第一膨張機の排熱温度を上昇させる制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記回転駆動部の出力に基づいて、前記排熱温度を上昇させるように、前記回転駆動部を介して前記第一膨張機の回転数を制御する回転機駆動システム。
4. 蒸気からなる加熱媒体が導入される第一膨張機と、
   前記第一膨張機から排出された加熱媒体で作動媒体を加熱することにより当該作動媒体を蒸発させる蒸発器と、
   前記蒸発器から流出した作動媒体が流入する第二膨張機と、
   前記第二膨張機から排出された作動媒体を凝縮させる凝縮器と、
   前記凝縮器から流出した作動媒体を加圧して前記蒸発器へ送出するポンプと、
   前記第一膨張機及び前記第二膨張機によって駆動される回転駆動部と、
   前記第一膨張機をバイパスするバイパス流路と、
   前記バイパス流路に設けられたバイパス弁と、
   前記第一膨張機の排熱温度を上昇させる制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記回転駆動部の出力に基づいて、前記排熱温度を上昇させるように、前記バイパス弁の開度を調整する回転機駆動システム。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の回転機駆動システムにおいて、
   前記回転駆動部は、前記第一膨張機に接続された第一回転機と、前記第一回転機とは別体で構成されており前記第二膨張機に接続された第二回転機とを含む回転機駆動システム。
6. 請求項２又は４に記載の回転機駆動システムにおいて、
   前記回転駆動部は、第一軸部を介して前記第一膨張機と接続され、かつ、第二軸部を介して前記第二膨張機と接続された単一の回転機である回転機駆動システム。

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