JP6511297B2 - Power generator - Google Patents

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Description

本発明は、作動流体を利用した動力発生装置に関するものである。   The present invention relates to a power generation device using a working fluid.

一般に、蒸気エネルギーから回転力を得る小型の蒸気タービンなどの小型流体機械と発電機とが連結軸によって連結され、発電を行うように構成された小規模発電設備が動力発生装置の一例として知られている。   Generally, a small-scale power generation facility configured to generate electricity by connecting a small fluid machine such as a small steam turbine or the like that obtains rotational power from steam energy and a generator by a connecting shaft is known as an example of a power generation device. ing.

従来より、このような発電設備において、系統負荷から発電機を解列させたときに、小型流体機械の入口側および出口側の弁を閉じるとともに、出口側の弁と小型流体機械との間の経路から高圧空気を導入して、当該小型流体機械の入口側と出口側との圧力差を小さくすることで、小型流体機械および発電機が過回転により故障することを防止するようになされた過回転防止制動装置が提案されている。   Conventionally, in such a power generation facility, when the generator is disconnected from the system load, the valves on the inlet side and the outlet side of the small fluid machine are closed and the valve between the outlet side valve and the small fluid machine is closed. By introducing high pressure air from the passage to reduce the pressure difference between the inlet side and the outlet side of the small-sized fluid machine, the small-sized fluid machine and the generator are prevented from failing due to over-rotation. Anti-rotational braking devices have been proposed.

この過回転防止制動装置は、発電設備で小型流体機械を回転させる蒸気エネルギーとは別途に、高圧の圧縮空気が蓄えられた空気圧源を設けて構成されていた(例えば、特許文献1参照)。   The over-rotation prevention braking device is configured by providing an air pressure source in which high-pressure compressed air is stored separately from steam energy for rotating a small fluid machine in a power generation facility (see, for example, Patent Document 1).

特開2008−101489号公報JP, 2008-101489, A

しかし、上記従来の発電設備は、発電設備とは別途に、高圧の圧縮空気が蓄えられた空気圧源を設けて過回転防止制動装置を構成しているため、装置が複雑化することとなり、回路設計上の制約を生じることとなり、装置が大型化し、コストが嵩むこととなる。   However, since the conventional power generation facility is provided with an air pressure source in which high-pressure compressed air is stored separately from the power generation facility to configure the over-rotation prevention braking device, the device becomes complicated. This results in design constraints, which increase the size and cost of the device.

また、過回転に作用している圧力に近似する圧力で過回転防止制動装置からの圧縮空気を瞬時に供給しなければならず、制御が煩わしく困難となる。   Further, the compressed air from the over-rotation prevention braking device must be instantaneously supplied at a pressure close to the pressure acting on the over-rotation, which makes the control bothersome and difficult.

本発明は、係る実情に鑑みてなされたものであって、簡素な構成で、膨張機の非常停止を要する緊急時に、故障することなく作動流体を逃がすことができる動力発生装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a power generating device capable of releasing working fluid without failure in an emergency requiring an emergency stop of the expander with a simple configuration. The purpose is.

上記課題を解決するための本発明に係る動力発生装置は、供給経路を流れる作動流体が膨張機に供給されて膨張機が駆動されることで、当該膨張機に接続された出力軸から動力を取り出す動力発生装置であって、膨張機の供給経路と排出経路との間には、供給経路から排出経路へとバイパスするバイパス経路が設けられ、当該バイパス経路と排出経路との合流点よりも下流側には、第一遮断弁が設けられ、バイパス経路には、バイパス弁が設けられ、供給経路とバイパス経路との分岐点よりも上流側に、第二遮断弁が設けられ、膨張の励磁電流が遮断された場合に、第一遮断弁を閉じるとともに、バイパス弁を開き、その後に、第二遮断弁を閉じるように制御する制御部が設けられたものである。 The power generation device according to the present invention for solving the above-mentioned problems is configured such that the working fluid flowing in the supply path is supplied to the expander and the expander is driven, whereby power is output from the output shaft connected to the expander. A power generating device for taking out, which is provided between the supply path and the discharge path of the expander, a bypass path bypassing from the supply path to the discharge path, and downstream of the junction of the bypass path and the discharge path on the side, provided a first shut-off valve, the bypass path, the bypass valve is provided, upstream of the branch point of the supply path and the bypass path, the second shut-off valve is provided, excitation of the expander When the current is shut off, a control unit is provided to control to close the first shutoff valve and open the bypass valve, and then close the second shutoff valve.

上記動力発生装置において、第一遮断弁が、通常時は開いた状態で、作動時に閉じた状態となされ、バイパス弁が、通常時は閉じた状態で、作動時に開いた状態となされるものであってもよい。   In the above power generator, the first shut-off valve is normally open and closed when activated, and the bypass valve is normally closed and opened when activated. It may be.

上記動力発生装置において、供給経路における当該供給経路とバイパス経路との分岐点よりも下流側に、第三遮断弁が設けられたものであってもよい。   In the above power generation device, a third shutoff valve may be provided downstream of a branch point between the supply path and the bypass path in the supply path.

上記動力発生装置において、供給経路における当該供給経路とバイパス経路との分岐点よりも上流側に、第二遮断弁が設けられ、下流側には第三遮断弁が設けられたものであってもよい。   In the above power generation device, the second shutoff valve may be provided on the upstream side of the branch point between the supply path and the bypass path in the supply path, and the third shutoff valve may be provided on the downstream side. Good.

上記動力発生装置において、始動時に、第三遮断弁を閉じるとともに、第一遮断弁、第二遮断弁およびバイパス弁を開けるように制御する制御部を有するものであってもよい。   The above power generation device may have a control unit that controls the first shut-off valve, the second shut-off valve, and the bypass valve to open while closing the third shut-off valve at startup.

上記動力発生装置において、供給経路における当該供給経路とバイパス経路との分岐点に三方弁が設けられたものであってもよい。   In the above power generation device, a three-way valve may be provided at a branch point between the supply path and the bypass path in the supply path.

上記動力発生装置において、作動流体が水蒸気となされたものであってもよい。   In the above power generator, the working fluid may be water vapor.

上記動力発生装置の動力供給対象が誘導発電機であってもよい。   The power supply target of the power generation apparatus may be an induction generator.

上記動力発生装置において、膨張機が出力軸と直結されたスクロール膨張機であってもよい。   In the power generating device, the expander may be a scroll expander directly coupled to the output shaft.

本発明によると、膨張機の供給経路と排出経路との間には、供給経路から排出経路へとバイパスするバイパス経路を設け、排出経路における当該排出経路とバイパス経路との合流点よりも下流側には、第一遮断弁を設け、バイパス経路には、バイパス弁を設け、供給経路とバイパス経路との分岐点よりも上流側には、第二遮断弁を設け、膨張の励磁電流が遮断された場合に、第一遮断弁を閉じるとともに、バイパス弁を開き、その後に、第二遮断弁を閉じるように制御する制御部を設けているので、出力軸の緊急停止時に、第一遮断弁よりも上流側の排出経路は、バイパス経路によってバイパスされることによって、供給経路と同じ作動流体の圧力が加わることとなり、膨張機を挟んで供給側と排出側の圧力が均等となるので、膨張機が過回転となることを防止できるとともに、第二遮断弁を閉じることにより、一時的に膨張機への水蒸気の供給圧が高くなってしまうことも防止することができる。 According to the present invention, a bypass path is provided between the supply path and the discharge path of the expander, which bypasses the supply path to the discharge path, and the downstream side of the junction between the discharge path and the bypass path in the discharge path. to the first shut-off valve is provided, the bypass path, the bypass valve is provided, on the upstream side of the branch point of the supply path and the bypass path, the second shut-off valve is provided, the exciting current of the expander is shut off In this case, there is provided a control unit for closing the first shutoff valve and opening the bypass valve and then closing the second shutoff valve. Since the discharge path on the more upstream side is bypassed by the bypass path, the pressure of the working fluid same as that of the supply path is applied, and the pressure on the supply side and the discharge side across the expander becomes equal. The machine is over It is possible to prevent that the rolling, by closing the second shut-off valve, can also be prevented that the supply pressure of the water vapor into the temporary expander increases.

本発明に係る動力発生装置を発電機駆動用に使用した場合の全体構成の概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic of the whole structure at the time of using the motive power generation device which concerns on this invention for generator drive. 本発明の他の実施の形態に係る動力発生装置を発電機駆動用に使用した場合の全体構成の概略図である。It is the schematic of the whole structure at the time of using the motive power generation device which concerns on other embodiment of this invention for generator drive. 本発明のさらに他の実施の形態に係る動力発生装置を発電機駆動用に使用した場合の全体構成の概略図である。It is the schematic of the whole structure at the time of using the motive power generation device which concerns on other embodiment of this invention for generator drive. 本発明のさらに他の実施の形態に係る動力発生装置を発電機駆動用に使用した場合の全体構成の概略図である。It is the schematic of the whole structure at the time of using the motive power generation device which concerns on other embodiment of this invention for generator drive. 本発明のさらに他の実施の形態に係る動力発生装置を発電機駆動用に使用した場合の全体構成の概略図である。It is the schematic of the whole structure at the time of using the motive power generation device which concerns on other embodiment of this invention for generator drive.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明に係る動力発生装置1を発電機駆動用に使用した場合の全体構成の概略を示している。   FIG. 1 shows an outline of the overall configuration when the power generation device 1 according to the present invention is used for driving a generator.

この動力発生装置1は、供給経路11を流れる水蒸気がスクロール膨張機2に供給されてスクロール膨張機2が駆動されることで、当該スクロール膨張機2に接続された誘導発電機3を駆動する構成であり、スクロール膨張機2の供給経路11と排出経路12との間には、供給経路11から排出経路12へとバイパスするバイパス経路13が設けられ、排出経路12における当該排出経路12とバイパス経路13との合流点Bよりも下流側には、第一遮断弁41が設けられ、バイパス経路13には、バイパス弁42が設けられたものである。   The power generation device 1 is configured to drive the induction generator 3 connected to the scroll expander 2 by supplying the steam flowing through the supply path 11 to the scroll expander 2 and driving the scroll expander 2. Between the supply path 11 and the discharge path 12 of the scroll expander 2 is provided a bypass path 13 that bypasses the supply path 11 to the discharge path 12, and the discharge path 12 and the bypass path in the discharge path 12 A first shutoff valve 41 is provided on the downstream side of the junction point B with 13 and a bypass valve 42 is provided on the bypass path 13.

供給経路11は、水蒸気の供給源からスクロール膨張機2の供給口に接続されており、この供給経路11の上流側から供給される水蒸気によってスクロール膨張機2を駆動するように構成されている。この供給経路11には、調量弁40が設けられており、スクロール膨張機2の駆動源となる水蒸気の供給量は、制御部10によって調量弁40の開閉度を制御することで調整される。この際、制御部10は、供給経路11における調量弁40の入口側(上流側)に設けた圧力センサP1およびスクロール膨張機2の入口側(上流側)に設けた圧力センサP2によって圧力を管理しながら調量弁40の開閉制御を行うようになされている。また、供給経路11の最上流側には、当該供給経路11を流れる水蒸気中の異物を濾過するためのストレーナ11aが設けられている。また、供給経路11は、調量弁40の下流側であって、バイパス経路13との分岐点Aの上流側に、第二遮断弁43が設けられている。この第二遮断弁43は、通常時は開いた状態となっており、スクロール膨張機2への水蒸気を遮断する必要が生じた場合には、制御部10による制御によって閉じた状態となって供給経路11を流れる水蒸気を遮断できるようになされている。   The supply path 11 is connected to a supply port of the scroll expander 2 from a supply source of water vapor, and the scroll expander 2 is driven by the water vapor supplied from the upstream side of the supply path 11. A metering valve 40 is provided in the supply path 11, and the supply amount of water vapor serving as a driving source of the scroll expander 2 is adjusted by controlling the opening / closing degree of the metering valve 40 by the control unit 10. Ru. At this time, the control unit 10 uses the pressure sensor P1 provided on the inlet side (upstream side) of the metering valve 40 in the supply path 11 and the pressure sensor P2 provided on the inlet side (upstream side) of the scroll expander 2 The opening and closing control of the metering valve 40 is performed while managing. Further, on the most upstream side of the supply path 11, a strainer 11a for filtering foreign matter in the water vapor flowing through the supply path 11 is provided. Further, a second shutoff valve 43 is provided on the downstream side of the metering valve 40 and on the upstream side of a branch point A with the bypass passage 13. The second shutoff valve 43 is normally in the open state, and when it is necessary to shut off the water vapor to the scroll expander 2, the control unit 10 controls the supply to be in the closed state. The water vapor flowing through the passage 11 can be shut off.

排出経路12は、その一端が、スクロール膨張機2の排出口に接続されている。この排出経路12は、その他端が、バイパス経路13との合流点Bの下流側に設けられた第一遮断弁41と接続されている。この第一遮断弁41は、通常時は開いた状態となっており、スクロール膨張機2の過回転を防止する必要が生じた場合には、制御部10による制御によって閉じた状態となってバイパス経路13を流れる水蒸気を排出経路12へと流し、第一遮断弁41から上流側のスクロール膨張機2へと到る排出経路12に、供給経路11に加わる水蒸気圧と同じ水蒸気圧を加えて均圧を図り、これによってスクロール膨張機2の過回転を防止できるようになされている。   One end of the discharge path 12 is connected to the discharge port of the scroll expander 2. The other end of the discharge path 12 is connected to a first shutoff valve 41 provided on the downstream side of the junction B with the bypass path 13. The first shutoff valve 41 is normally in the open state, and when it is necessary to prevent the excessive rotation of the scroll expander 2, the control unit 10 controls the first shut off valve 41 so that the first shutoff valve 41 is closed. The same steam pressure as that applied to the supply path 11 is applied to the discharge path 12 flowing the steam flowing through the path 13 to the discharge path 12 and reaching the scroll expander 2 on the upstream side from the first shutoff valve 41 The pressure is increased to thereby prevent over rotation of the scroll expander 2.

また、排出経路12の第一遮断弁41よりも下流側には、凝縮器5を経て復水タンク6が接続されている。これにより、スクロール膨張機2を通過後の水蒸気は、凝縮器5で二次冷却水と熱交換により凝縮液化された後、復水タンク6に貯留される。排出経路12における凝縮器5の出口には、温度センサT1が設けられ、二次冷却水経路51における凝縮器5の出口には、温度センサT2が設けられている。制御部10は、温度センサT1から排出経路12を通過する凝縮水の温度を測定し、温度センサT2から二次冷却水経路51を通過する熱交換後の二次冷却水の温度を測定し、凝縮器5による水蒸気と二次冷却水との熱交換具合を制御できるようになされている。   Further, on the downstream side of the first shutoff valve 41 of the discharge path 12, a condensate tank 6 is connected via a condenser 5. As a result, the steam after passing through the scroll expander 2 is condensed and liquefied by heat exchange with the secondary cooling water in the condenser 5, and is then stored in the condensate tank 6. A temperature sensor T 1 is provided at the outlet of the condenser 5 in the discharge path 12, and a temperature sensor T 2 is provided at the outlet of the condenser 5 in the secondary cooling water path 51. The control unit 10 measures the temperature of condensed water passing through the discharge path 12 from the temperature sensor T1, and measures the temperature of secondary cooling water after heat exchange passing through the secondary cooling water path 51 from the temperature sensor T2, The degree of heat exchange between the water vapor and the secondary cooling water by the condenser 5 can be controlled.

バイパス経路13は、その一端が、供給経路11に設けられた第二遮断弁43の下流側とスクロール膨張機2の供給口との間に接続され、他端が、スクロール膨張機2の排出口の下流側と第一遮断弁41の上流側との間に接続されている。これによってバイパス経路13は、供給経路11と排出経路12との間をバイパスするように設けられている。また、バイパス経路13には、バイパス弁42が設けられている。このバイパス弁42は、通常時は閉じた状態となっており、供給経路11の水蒸気をスクロール膨張機2に供給せずに排出経路12へ排出させたい場合には、制御部10による制御によって開いた状態となり、供給経路11を流れる水蒸気を、排出経路12へと排出できるようになされている。   One end of the bypass path 13 is connected between the downstream side of the second shutoff valve 43 provided in the supply path 11 and the supply port of the scroll expander 2, and the other end is an outlet of the scroll expander 2. Between the downstream side of the valve and the upstream side of the first shutoff valve 41. Thus, the bypass path 13 is provided to bypass between the supply path 11 and the discharge path 12. Further, a bypass valve 42 is provided in the bypass path 13. The bypass valve 42 is normally closed, and is opened by the control of the control unit 10 when it is desired to discharge the water vapor in the supply passage 11 to the discharge passage 12 without supplying the water to the scroll expander 2. The water vapor flowing through the supply passage 11 can be discharged to the discharge passage 12.

復水タンク6に貯留された凝縮水は、排水経路14に設けられたポンプ7により、給水タンク(図示省略)へと供給される。この復水タンク6には、圧力センサP4および液レベルセンサLが設けられており、制御部10は、圧力センサP4によって凝縮具合をチェックするとともに、液レベルセンサLによって復水タンク6内の凝縮水の量をチェックすることができるようになされている。   The condensed water stored in the condensate tank 6 is supplied to a water supply tank (not shown) by a pump 7 provided in the drainage path 14. A pressure sensor P4 and a liquid level sensor L are provided in the condensate tank 6, and the control unit 10 checks the degree of condensation by the pressure sensor P4 and condenses in the condensate tank 6 by the liquid level sensor L. It is made to be able to check the amount of water.

スクロール膨張機2は、当該スクロール膨張機2に定められた定格回転数、例えば1800〜3600rpmで回転するように構成されており、誘導発電機3と直結できるようになされている。   The scroll expander 2 is configured to rotate at a rated rotational speed set at the scroll expander 2, for example, 1800 to 3600 rpm, and can be directly connected to the induction generator 3.

誘導発電機3は、励磁電流の供給によって発生する回転磁界の負荷トルクよりも、当該誘導発電機3に直結されたスクロール膨張機2の回転による回転トルクが大きくなると、すべりが発生して発電機として機能することとなる。この誘導発電機3は、前記負荷トルクが回転トルクよりも小さくなると電動機として機能する。この誘導発電機3には回転数を検知するセンサRが設けられ、スクロール膨張機2による回転トルクが、誘導発電機3の負荷トルクよりも大きくなって発電機として機能するように制御部10によって制御するようになされている。また、電気系統8に給電される電力が過多になった場合には、電動機として機能させることで、電力調整できるようになされている。誘導発電機3は、電磁開閉器81によって、電気系統8に接続および切断できるように構成されている。   The induction generator 3 generates slip when the rotational torque due to the rotation of the scroll expander 2 directly connected to the induction generator 3 becomes larger than the load torque of the rotating magnetic field generated by the supply of the excitation current. It will function as The induction generator 3 functions as an electric motor when the load torque becomes smaller than the rotational torque. The induction generator 3 is provided with a sensor R for detecting the number of revolutions, and the control unit 10 causes the rotation torque by the scroll expander 2 to be larger than the load torque of the induction generator 3 to function as a generator. It is made to control. In addition, when the electric power supplied to the electric system 8 becomes excessive, the electric power can be adjusted by functioning as an electric motor. The induction generator 3 is configured to be able to connect and disconnect to the electric system 8 by the electromagnetic switch 81.

このようにして構成される動力発生装置1は、供給経路11から供給される水蒸気を、調量弁40によって調整してスクロール膨張機2に供給し、当該スクロール膨張機2と直結された誘導発電機3を発電機として作動させることで、発電するようになされている。発電によって得られた電力は、電磁開閉器81を介して電気系統8へと給電される。   The power generation device 1 configured in this manner adjusts the water vapor supplied from the supply path 11 by means of the metering valve 40 and supplies the water vapor to the scroll expander 2, and the induction power generation directly connected to the scroll expander 2 Power is generated by operating the machine 3 as a generator. The electric power obtained by the power generation is supplied to the electric system 8 through the electromagnetic switch 81.

スクロール膨張機2に供給され、当該スクロール膨張機2を駆動させた後の水蒸気は、凝縮器5で凝縮水とされた後、復水タンク6に貯留される。この貯留された凝縮水は、復水タンク6に接続された排水経路14からポンプ7によって、給水タンク(図示省略)へと供給され、温水が利用される。   The steam supplied to the scroll expander 2 and driven by the scroll expander 2 is converted into condensed water by the condenser 5 and stored in the condensate tank 6. The stored condensed water is supplied from a drainage path 14 connected to the condensate tank 6 to a water supply tank (not shown) by a pump 7 and hot water is used.

以後、上記動作が繰り返されて発電が継続される。   Thereafter, the above operation is repeated to continue power generation.

この動力発生装置1の運転状態において、スクロール膨張機2には、励磁電流の供給によって発生する回転磁界の負荷トルクが発生している。したがって、このような運転状況から、急に停電になったり、系統解列を起こしたりして励磁電流が遮断されてしまうと、スクロール膨張機2は、負荷トルクが無くなって暴走してしまい、定格回転数を超えて過剰に回転してしまうことが懸念されるので、スクロール膨張機2の非常停止が必要となる。   In the operating state of the power generation device 1, load torque of a rotating magnetic field generated by the supply of the excitation current is generated in the scroll expander 2. Therefore, from such an operating condition, if the power is suddenly cut off or a system disconnection occurs to shut off the excitation current, the scroll expander 2 runs out of load torque and runs out, and is rated. Since there is a concern that the rotation will be excessive due to exceeding the rotation speed, an emergency stop of the scroll expander 2 is required.

そこで、本発明の動力発生装置1の制御部10は、停電や系統解列などで励磁電流が遮断されてしまうような緊急時になった場合、第一遮断弁41を閉じるとともに、バイパス経路13のバイパス弁42を開くようになされている。   Therefore, the control unit 10 of the power generation device 1 according to the present invention closes the first shutoff valve 41 in the event of an emergency such that the excitation current is interrupted due to a power failure, system disconnection, or the like. The bypass valve 42 is to be opened.

すなわち、第一遮断弁41を閉じ、バイパス弁42を開くことで、スクロール膨張機2へ供給される水蒸気を、当該バイパス弁42が設けられたバイパス経路13から排出経路12へと逃がすとともに、第一遮断弁41から上流側のスクロール膨張機2へと到る排出経路12に、供給経路11に加わる水蒸気圧と同じ水蒸気圧を加えて均圧を図り、これによってスクロール膨張機2の過回転を防止できることとなる。また、これら第一遮断弁41を閉じ、バイパス弁42を開くのと同時か、その後に、第二遮断弁43を閉じてもよい。これにより、第二遮断弁43よりも下流側で第一遮断弁41よりも上流側の、均圧を図った経路への水蒸気の供給を完全に停止することができるので、供給経路11から供給されて来る水蒸気によって水蒸気圧が過剰に高くなるのを防止し、スクロール膨張機2を高圧下に曝すことなく保護することができる。   That is, by closing the first shut-off valve 41 and opening the bypass valve 42, the steam supplied to the scroll expander 2 is released from the bypass passage 13 provided with the bypass valve 42 to the discharge passage 12, and The same steam pressure as the steam pressure applied to the supply path 11 is applied to the discharge path 12 from the first shut-off valve 41 to the scroll expander 2 on the upstream side to achieve pressure equalization and thereby over rotation of the scroll expander 2 It will be possible to prevent. Alternatively, the first shutoff valve 41 may be closed and the second shutoff valve 43 may be closed simultaneously with the opening of the bypass valve 42. This makes it possible to completely stop the supply of water vapor to the pressure equalized passage on the downstream side of the second shut-off valve 43 and on the upstream side of the first shut-off valve 41. It is possible to prevent the steam pressure from becoming excessively high by the steam that is being supplied, and to protect the scroll expander 2 without being exposed to high pressure.

また、この第二遮断弁43は、供給経路11における分岐点Aよりも上流側に設けているので、第二遮断弁43を遮断しても、供給経路11における分岐点Aよりも下流側の水蒸気は、バイパス経路13を介して排出経路12側へと逃げることとなる。したがって、第二遮断弁43を閉じることによって一時的にスクロール膨張機2への水蒸気の供給圧が高くなってしまうことも防止することができる。   Further, since the second shutoff valve 43 is provided on the upstream side of the branch point A in the supply path 11, even if the second shutoff valve 43 is shut off, the second shutoff valve 43 is downstream of the branch point A on the supply path 11. The water vapor escapes to the discharge path 12 through the bypass path 13. Therefore, it is possible to prevent the supply pressure of water vapor to the scroll expander 2 from being temporarily increased by closing the second shutoff valve 43.

なお、第一遮断弁41を閉じ、バイパス弁42を開ける操作よりも先に第二遮断弁43を閉じてしまうと、第二遮断弁43よりも下流側の供給経路11に溜まる水蒸気の圧力が一瞬上昇してスクロール膨張機2のさらなる暴走を引き起こすことが懸念される。したがって、制御部10は、第一遮断弁41を閉じ、バイパス弁42を開ける操作と同時か少し遅れて第二遮断弁43を閉じるように制御するようになされている。   When the first shutoff valve 41 is closed and the second shutoff valve 43 is closed before the operation to open the bypass valve 42, the pressure of the water vapor accumulated in the supply passage 11 downstream of the second shutoff valve 43 is There is a concern that it may rise momentarily to cause further runaway of the scroll expander 2. Therefore, the control unit 10 is configured to control to close the first shutoff valve 41 and close the second shutoff valve 43 simultaneously with or slightly behind the operation of opening the bypass valve 42.

このように制御することで、急に停電になったり、系統解列を起こしたりするような緊急時になった場合であっても、スクロール膨張機2の過剰回転による故障を防止することができる。   By performing control in this manner, it is possible to prevent a failure due to excessive rotation of the scroll expander 2 even in the case of an emergency such as a sudden power failure or a system disconnection.

なお、図1に示す動力発生装置1においては、調量弁40の開閉度を制御することによって水蒸気の供給量を調整し、第二遮断弁43を閉じることによって水蒸気の供給を遮断することができるように構成されているが、水蒸気の供給源から安定した所定の水蒸気圧で供給経路11に水蒸気が供給されるように構成されているような場合には、図2に示すように、これら調量弁40や第二遮断弁43が無い状態で構成された動力発生装置1aであってもよい。   In the power generation device 1 shown in FIG. 1, the supply amount of water vapor is adjusted by controlling the opening / closing degree of the metering valve 40, and the supply of water vapor is shut off by closing the second shutoff valve 43. If it is configured to be able to supply water vapor to the supply path 11 at a stable predetermined water vapor pressure from the water vapor supply source, as shown in FIG. The power generation device 1a may be configured without the metering valve 40 and the second shutoff valve 43.

図3は、本発明の他の実施の形態に係る動力発生装置1bを示している。図3において、図2に示す動力発生装置1aと同部材については同符号を付して説明を省略する。   FIG. 3 shows a power generation device 1b according to another embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same members as those of the power generation device 1a shown in FIG.

この動力発生装置1bは、上記した図2に示す動力発生装置1aの供給経路11において、当該供給経路11とバイパス経路13との分岐点Aよりも下流側に、すなわち、分岐点Aとスクロール膨張機2の供給口との間の供給経路11に、調量弁40および第三遮断弁44が設けられている。調量弁40は、第三遮断弁44よりも上流側に設けられている。   The power generation device 1b is located downstream of the branch point A between the supply path 11 and the bypass path 13 in the supply path 11 of the power generation device 1a shown in FIG. 2 described above, that is, the branch point A and the scroll expansion. A metering valve 40 and a third shutoff valve 44 are provided in the supply path 11 between the supply port of the machine 2 and the machine 2. The metering valve 40 is provided upstream of the third shutoff valve 44.

供給経路11の上流側には、ストレーナ11aを設けているが、ストレーナ11aよりも下流側の供給経路11は、動力発生装置1bの停止によって配管内部に錆やコンタミなどの異物が発生することがある。また、このような異物とともに配管内に溜まっていた凝縮水は、始動時にスクロール膨張機2へと供給される高圧の水蒸気によって、ウォーターハンマーとなり、スクロール膨張機2を壊してしまうことが懸念される。   Although the strainer 11a is provided on the upstream side of the supply path 11, in the supply path 11 on the downstream side of the strainer 11a, foreign matter such as rust or contamination may be generated inside the pipe by stopping the power generation device 1b. is there. In addition, it is feared that the condensed water accumulated in the pipe together with such foreign matter will be a water hammer by the high pressure steam supplied to the scroll expander 2 at the time of start-up and break the scroll expander 2. .

そこで、本発明に係る動力発生装置1bの制御部10は、始動時に、以下のように制御するようになされている。   Therefore, the control unit 10 of the power generation device 1b according to the present invention is controlled as follows at the time of start-up.

すなわち、動力発生装置1bの制御部10は、始動時に第三遮断弁44を閉じるとともに、バイパス弁42を開き、スクロール膨張機2に水蒸気を供給せず、しばらくの間、水蒸気をバイパス経路13から排出経路12へと流す。そして、バイパス経路13へと十分に水蒸気を流した後、バイパス弁42を閉じ、第三遮断弁44を開けてスクロール膨張機2への水蒸気の供給を開始する。   That is, the control unit 10 of the power generation device 1b closes the third shutoff valve 44 at startup and opens the bypass valve 42 so as not to supply water vapor to the scroll expander 2, and for a while, water vapor from the bypass passage 13 It flows to the discharge path 12. Then, after the steam is sufficiently flowed to the bypass path 13, the bypass valve 42 is closed, the third shutoff valve 44 is opened, and the supply of the steam to the scroll expander 2 is started.

これにより、動力発生装置1bは、異物や凝縮水が水蒸気によって排出経路12へと流され、異物がスクロール膨張機2へ入るのを防止できるとともに、凝縮水がウォーターハンマーとなってスクロール膨張機2を壊してしまうことを防止できる。   As a result, in the power generation device 1b, foreign matter and condensed water can be flowed to the discharge path 12 by the water vapor, and foreign matter can be prevented from entering the scroll expander 2. Can be prevented from breaking.

また、本発明の動力発生装置1bの制御部10は、停電や系統解列などで励磁電流が遮断されてしまうような緊急時になった場合、第一遮断弁41を閉じるとともに、バイパス経路13のバイパス弁42を開くことで、上記した動力発生装置1と同様にスクロール膨張機2の過回転を防止することができる。また、制御部10は、これら第一遮断弁41を閉じ、バイパス弁42を開くのと同時か、その後に、第三遮断弁44を閉じるように制御してもよい。これにより、スクロール膨張機2への水蒸気の供給を遮断し、このスクロール膨張機2へ供給される水蒸気を、当該バイパス弁42が設けられたバイパス経路13から排出経路12へと逃がして、第一遮断弁41から上流側のスクロール膨張機2へと到る排出経路12の水蒸気圧と、第三遮断弁44の下流側からスクロール膨張機2の供給口までの遮断された供給経路11の水蒸気圧との均圧を素早く行い、これによってスクロール膨張機2の過回転を防止できることとなる。   Further, the control unit 10 of the power generation device 1b according to the present invention closes the first shutoff valve 41 in the event of an emergency such that the excitation current is interrupted due to a power failure or system disconnection, By opening the bypass valve 42, excessive rotation of the scroll expander 2 can be prevented as in the above-described power generation device 1. Further, the control unit 10 may control to close the first shutoff valve 41 and to close the third shutoff valve 44 simultaneously with the opening of the bypass valve 42 or thereafter. Thereby, the supply of water vapor to the scroll expander 2 is shut off, and the water vapor supplied to the scroll expander 2 is released from the bypass passage 13 provided with the bypass valve 42 to the discharge passage 12, The steam pressure of the discharge path 12 from the shutoff valve 41 to the scroll expander 2 on the upstream side, and the steam pressure of the shutoff supply path 11 from the downstream side of the third shutoff valve 44 to the supply port of the scroll expander 2 The pressure equalization of the scroll expander 2 can be performed quickly to prevent over rotation of the scroll expander 2.

また、この第三遮断弁44は、供給経路11における分岐点Aよりも下流側に設けているので、水蒸気の供給を完全に停止した状態で、スクロール膨張機2の供給口よりも上流側の水蒸気が遮断された経路の長さを短くできる。すなわち、図1に示す動力発生装置1の場合、分岐点Aの上流側にある第二遮断弁43の位置からスクロール膨張機2の供給口までの長い経路が遮断されるが、この動力発生装置1bの場合は、分岐点Aの下流側にある第三遮断弁44の位置からスクロール膨張機2の供給口までの短い経路しか遮断されないため、凝縮水が発生し難くなる。さらに、動力発生装置1bの始動時は、動力発生装置1bの制御部10は、第三遮断弁44を閉じるとともに、第一遮断弁41およびバイパス弁42を開き、スクロール膨張機2に水蒸気を供給せず、しばらくの間、水蒸気をバイパス経路13から排出経路12へと流す。そして、バイパス経路13へと十分に水蒸気を流した後、バイパス弁42を閉じ、第三遮断弁44を開けてスクロール膨張機2への水蒸気の供給を開始する。   Further, since the third shutoff valve 44 is provided on the downstream side of the branch point A in the supply passage 11, the third shut-off valve 44 is on the upstream side of the supply port of the scroll expander 2 when the supply of water vapor is completely stopped. It is possible to shorten the length of the path where the water vapor is shut off. That is, in the case of the power generation device 1 shown in FIG. 1, the long path from the position of the second shutoff valve 43 upstream of the branch point A to the supply port of the scroll expander 2 is interrupted. In the case of 1b, only a short path from the position of the third shutoff valve 44 located downstream of the branch point A to the supply port of the scroll expander 2 is blocked, so it is difficult to generate condensed water. Furthermore, at the time of start of the power generation device 1b, the control unit 10 of the power generation device 1b closes the third shutoff valve 44 and opens the first shutoff valve 41 and the bypass valve 42 to supply water vapor to the scroll expander 2. Instead, steam is allowed to flow from the bypass passage 13 to the discharge passage 12 for a while. Then, after the steam is sufficiently flowed to the bypass path 13, the bypass valve 42 is closed, the third shutoff valve 44 is opened, and the supply of the steam to the scroll expander 2 is started.

これにより、動力発生装置1bは、異物や凝縮水が水蒸気によって排出経路12へと流されるので、第三遮断弁44を開けてスクロール膨張機2へと水蒸気の供給を再開しても、異物がスクロール膨張機2へ入るのを防止できるとともに、凝縮水がウォーターハンマーとなってスクロール膨張機2を壊してしまうことを防止できる。したがって、始動時の凝縮水やドレインを排出するスチームトラップを設ける必要が無くなり、装置の簡素化を図ることができる。   As a result, in the power generation device 1b, foreign matter and condensed water are flowed to the discharge path 12 by the steam, so even if the third shutoff valve 44 is opened and the supply of steam to the scroll expander 2 is resumed, the foreign matter is While being able to prevent entering into the scroll expander 2, it is possible to prevent the condensed water from breaking down the scroll expander 2 as a water hammer. Therefore, there is no need to provide a steam trap for discharging the condensed water and the drain at the time of startup, and the apparatus can be simplified.

なお、図4に示すように、上記図1に示す動力発生装置1に第一遮断弁41と、上記図3に示す動力発生装置1bの第三遮断弁44とを両方設けて動力発生装置1cを構成するものであってもよい。図4において、調量弁40は、分岐点Aの下流側に設けられているが、上流側に設けられていてもよい。   As shown in FIG. 4, the power generation device 1c shown in FIG. 1 is provided with both the first shutoff valve 41 and the third shutoff valve 44 of the power generation device 1b shown in FIG. May be configured. Although the metering valve 40 is provided on the downstream side of the branch point A in FIG. 4, it may be provided on the upstream side.

この動力発生装置1cの制御部10は、停電や系統解列などで励磁電流が遮断されてしまうような緊急時になった場合、第一遮断弁41を閉じるとともに、バイパス経路13のバイパス弁42を開くことで、上記した動力発生装置1と同様にスクロール膨張機2の過回転を防止することができる。   The control unit 10 of the power generation device 1c closes the first shutoff valve 41 and the bypass valve 42 of the bypass path 13 in the event of an emergency such that the excitation current is interrupted due to a power failure or system disconnection. By opening the same, it is possible to prevent excessive rotation of the scroll expander 2 as in the above-described power generator 1.

また、制御部10は、これら第一遮断弁41を閉じ、バイパス弁42を開くのと同時か、その後に、第二遮断弁43を閉じるように制御してもよい。これにより、第二遮断弁43よりも下流側で第一遮断弁41よりも上流側の、均圧を図った経路への水蒸気の供給を完全に停止することができるので、供給経路11から供給されて来る水蒸気によって水蒸気圧が過剰に高くなるのを防止し、スクロール膨張機2を高圧下に曝すことなく保護することができる。   In addition, the control unit 10 may control to close the first shutoff valve 41 and to close the second shutoff valve 43 simultaneously with the opening of the bypass valve 42 or thereafter. This makes it possible to completely stop the supply of water vapor to the pressure equalized passage on the downstream side of the second shut-off valve 43 and on the upstream side of the first shut-off valve 41. It is possible to prevent the steam pressure from becoming excessively high by the steam that is being supplied, and to protect the scroll expander 2 without being exposed to high pressure.

さらに、制御部10は、これら第一遮断弁41を閉じ、バイパス弁42を開くのと同時か、その後に、第三遮断弁44を閉じるように制御してもよい。これにより、スクロール膨張機2への水蒸気の供給を遮断し、このスクロール膨張機2へ供給される水蒸気を、当該バイパス弁42が設けられたバイパス経路13から排出経路12へと逃がして、第一遮断弁41から上流側のスクロール膨張機2へと到る排出経路12の水蒸気圧と、第三遮断弁44の下流側からスクロール膨張機2の供給口までの遮断された供給経路11の水蒸気圧との均圧を素早く行い、これによってスクロール膨張機2の過回転を防止できることとなる。   Furthermore, the control unit 10 may control to close the first shutoff valve 41 and simultaneously close the third shutoff valve 44 at the same time as opening the bypass valve 42. Thereby, the supply of water vapor to the scroll expander 2 is shut off, and the water vapor supplied to the scroll expander 2 is released from the bypass passage 13 provided with the bypass valve 42 to the discharge passage 12, The steam pressure of the discharge path 12 from the shutoff valve 41 to the scroll expander 2 on the upstream side, and the steam pressure of the shutoff supply path 11 from the downstream side of the third shutoff valve 44 to the supply port of the scroll expander 2 The pressure equalization of the scroll expander 2 can be performed quickly to prevent over rotation of the scroll expander 2.

動力発生装置1cの始動時は、動力発生装置1cの制御部10は、第三遮断弁44を閉じるとともに、第一遮断弁41、第二遮断弁43およびバイパス弁42を開き、スクロール膨張機2に水蒸気を供給せず、しばらくの間、水蒸気をバイパス経路13から排出経路12へと流す。そして、バイパス経路13へと十分に水蒸気を流した後、バイパス弁42を閉じ、第三遮断弁44を開けてスクロール膨張機2への水蒸気の供給を開始する。   At the time of startup of the power generation device 1c, the control unit 10 of the power generation device 1c closes the third shutoff valve 44 and opens the first shutoff valve 41, the second shutoff valve 43 and the bypass valve 42. The water vapor is supplied from the bypass passage 13 to the discharge passage 12 for a while. Then, after the steam is sufficiently flowed to the bypass path 13, the bypass valve 42 is closed, the third shutoff valve 44 is opened, and the supply of the steam to the scroll expander 2 is started.

これにより、動力発生装置1cは、異物や凝縮水が水蒸気によって排出経路12へと流されるので、第三遮断弁44を開けてスクロール膨張機2へと水蒸気の供給を再開しても、異物がスクロール膨張機2へ入るのを防止できるとともに、凝縮水がウォーターハンマーとなってスクロール膨張機2を壊してしまうことを防止できる。したがって、始動時の凝縮水やドレインを排出するスチームトラップを設ける必要が無くなり、装置の簡素化を図ることができる。   As a result, in the power generation device 1c, foreign matter and condensed water are flowed to the discharge path 12 by the water vapor. Therefore, even if the third shutoff valve 44 is opened and the supply of water vapor to the scroll expander 2 is resumed, the foreign matter is While being able to prevent entering into the scroll expander 2, it is possible to prevent the condensed water from breaking down the scroll expander 2 as a water hammer. Therefore, there is no need to provide a steam trap for discharging the condensed water and the drain at the time of startup, and the apparatus can be simplified.

図5は、本発明の他の実施の形態に係る動力発生装置1dを示している。図5において、図1に示す動力発生装置1に示す動力発生装置1と同部材には同符号を付して説明を省略する。   FIG. 5 shows a power generation device 1d according to another embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same members as those of the power generating device 1 shown in the power generating device 1 shown in FIG.

この動力発生装置1dは、上記した図1に示す動力発生装置1に設けたバイパス弁42および第二遮断弁43の替わりに、供給経路11とバイパス経路13との分岐点Aに三方弁45を設けて構成されている。   The power generating device 1d has a three-way valve 45 at a branch point A between the supply path 11 and the bypass path 13 instead of the bypass valve 42 and the second shutoff valve 43 provided in the power generating device 1 shown in FIG. It is provided and configured.

この三方弁45は、制御部10によって、以下のように制御される。   The three-way valve 45 is controlled by the control unit 10 as follows.

すなわち、本発明の動力発生装置1dの制御部10は、停電や系統解列などで励磁電流が遮断されてしまうような緊急時になった場合、調量弁40からスクロール膨張機2へと連通していた三方弁45をバイパス経路13へと切り替えるとともに、第一遮断弁41を閉じるようになされている。   That is, the control unit 10 of the power generation device 1d according to the present invention communicates from the metering valve 40 to the scroll expander 2 in an emergency such that the excitation current is interrupted due to a power failure or system disconnection. The first three-way valve 45 is switched to the bypass path 13 and the first shutoff valve 41 is closed.

すなわち、第一遮断弁41を閉じ、三方弁45をバイパス経路13へと切り替えることで、スクロール膨張機2へ供給されていた水蒸気を、バイパス経路13から排出経路12へと逃がすとともに、第一遮断弁41から上流側のスクロール膨張機2へと到る排出経路12に、供給経路11に加わる水蒸気圧と同じ水蒸気圧を加えて均圧を図り、これによってスクロール膨張機2の過回転を防止できることとなる。また、三方弁45の切替によって、スクロール膨張機2への水蒸気の供給を遮断し、このスクロール膨張機2へ供給される水蒸気を、バイパス経路13から排出経路12へと逃がして、第一遮断弁41から上流側のスクロール膨張機2へと到る排出経路12の水蒸気圧と、三方弁45の下流側からスクロール膨張機2の供給口までの遮断された供給経路11の水蒸気圧との均圧を素早く行い、これによってスクロール膨張機2の過回転を防止できることとなる。   That is, by closing the first shutoff valve 41 and switching the three-way valve 45 to the bypass path 13, the steam supplied to the scroll expander 2 is released from the bypass path 13 to the discharge path 12 and the first shutoff The same steam pressure as the steam pressure applied to the supply path 11 is applied to the discharge path 12 from the valve 41 to the scroll expander 2 on the upstream side to achieve pressure equalization, thereby preventing over-rotation of the scroll expander 2 It becomes. Further, the switching of the three-way valve 45 shuts off the supply of water vapor to the scroll expander 2, and the water vapor supplied to the scroll expander 2 is released from the bypass passage 13 to the discharge passage 12, and the first shutoff valve Pressure equalization of the water vapor pressure of the discharge path 12 from 41 to the scroll expander 2 on the upstream side and the water vapor pressure of the supply path 11 shut off from the downstream side of the three-way valve 45 to the supply port of the scroll expander 2 Can be performed quickly, which can prevent the over-rotation of the scroll expander 2.

動力発生装置1dの始動時は、動力発生装置1dの制御部10は、三方弁45をバイパス経路13に連通させたまま、第一遮断弁41を開き、スクロール膨張機2に水蒸気を供給せず、しばらくの間、水蒸気をバイパス経路13から排出経路12へと流す。そして、バイパス経路13へと十分に水蒸気を流した後、三方弁45を供給経路11へと連通させ、スクロール膨張機2への水蒸気の供給を開始する。   At the start of the power generation device 1d, the control unit 10 of the power generation device 1d opens the first shut-off valve 41 while keeping the three-way valve 45 in communication with the bypass passage 13 and does not supply water vapor to the scroll expander 2. For a while, steam is allowed to flow from the bypass 13 to the exhaust 12. Then, after the steam is sufficiently flowed to the bypass path 13, the three-way valve 45 is made to communicate with the supply path 11, and the supply of the steam to the scroll expander 2 is started.

これにより、動力発生装置1dは、異物や凝縮水が水蒸気によって排出経路12へと流されるので、三方弁45を切替えてスクロール膨張機2へと水蒸気の供給を再開しても、異物がスクロール膨張機2へ入るのを防止できるとともに、凝縮水がウォーターハンマーとなってスクロール膨張機2を壊してしまうことを防止できる。したがって、始動時の凝縮水やドレインを排出するスチームトラップを設ける必要が無くなり、装置の簡素化を図ることができる。   As a result, in the power generation device 1d, foreign matter and condensed water are flowed to the discharge path 12 by the water vapor. Therefore, even if the three-way valve 45 is switched to restart the supply of water vapor to the scroll expander 2, the foreign matter is scroll expansion. While being able to prevent entering into machine 2, condensed water can be prevented from breaking down scroll expander 2 as a water hammer. Therefore, there is no need to provide a steam trap for discharging the condensed water and the drain at the time of startup, and the apparatus can be simplified.

なお、上記した各実施の形態において、動力発生装置1、1a、1b、1c、1dは、スクロール膨張機2を用いているが、この膨張機としては、スクリュー膨張機、ベーン膨張機、レシプロ膨張機または斜板式膨張機であってもよい。   In each of the above-described embodiments, the scroll power generator 1, 1a, 1b, 1c, 1d uses the scroll expander 2. However, as the expander, a screw expander, a vane expander, and a reciprocating expansion are used. It may be a mechanical or swash plate type expander.

また、上記した各実施の形態において、動力発生装置1、1a、1b、1c、1dは、水蒸気を作動流体としているが、作動流体としてはこのような水蒸気に限定されるものではなく、この種の排熱を利用した動力発生に使用される各種の作動流体であってもよい。   In each of the above-described embodiments, the power generation devices 1, 1a, 1b, 1c and 1d use water vapor as the working fluid, but the working fluid is not limited to such water vapor, and this type of working fluid is not limited. It may be various working fluid used for power generation using exhaust heat.

さらに、上記した各実施の形態において、動力発生装置1、1a、1b、1c、1dは、誘導発電機3を駆動対象としているが、駆動対象としては、このような誘導発電機3に限定されるものではなく、停電や系統解列などの緊急時に負荷トルクが無くなってしまうような発電機であれば、他の誘導発電機や同期発電機であってもよい。また、発電機以外にも水ポンプや油圧ポンプを駆動してもよい。或いは、エンジンの補助動力でもよい。この場合、クラッチ等を介して動力を伝達しており、緊急時にクラッチを切る等によって急速に動力伝達を遮断する場合に本発明が有効である。   Furthermore, in each of the above-described embodiments, the power generation devices 1, 1a, 1b, 1c and 1d are driven by the induction generator 3, but the drive is limited to such an induction generator 3. Other induction generators or synchronous generators may be used, as long as they are generators that lose load torque during an emergency such as a power failure or grid disconnection. In addition to the generator, a water pump or a hydraulic pump may be driven. Alternatively, it may be the auxiliary power of the engine. In this case, power is transmitted via a clutch or the like, and the present invention is effective when the power transmission is rapidly shut off by, for example, disengaging the clutch in an emergency.

さらに、上記した各実施の形態において、動力発生装置1、1a、1b、1c、1dは、復水タンク6に貯留された凝縮水を、復水タンク6に接続された排水経路14からポンプ7によって、給水タンク(図示省略)へと供給するように構成されているが、復水タンク6からエンジン排熱を利用する蒸発器9へと供給し、エンジン排熱の吸収に利用した後、再度、水蒸気として供給経路11へと供給するように循環経路を構成するものであってもよい。この際、エンジン発熱は、例えば、主発電機となるディーゼル機関などのエンジンから排出された排ガスから回収することができる。また、エンジン排熱以外に、例えば、地熱を利用して水蒸気を発生させるようになされたものであってもよいし、工場排熱を利用して水蒸気を発生させるようになされたものであってもよいし、焼却炉の排気熱を利用して水蒸気を発生させるようになされたものであってもよい。さらに、循環経路を構成した場合、作動流体としては、水以外の各種の作動流体を使用するものであってもよい。   Furthermore, in each of the embodiments described above, the power generation devices 1, 1a, 1b, 1c, 1d are configured to pump the condensed water stored in the condensate tank 6 from the drainage path 14 connected to the condensate tank 6. Is configured to supply water to the water supply tank (not shown), but after supplying from the condensate tank 6 to the evaporator 9 using engine exhaust heat and using it for absorption of engine exhaust heat, The circulation path may be configured to be supplied to the supply path 11 as steam. Under the present circumstances, engine heat_generation | fever can be collect | recovered from the waste gas discharged | emitted from engines, such as a diesel engine used as a main generator, for example. In addition to engine exhaust heat, for example, steam may be generated using geothermal heat, or steam may be generated using factory exhaust heat. Alternatively, the exhaust heat of the incinerator may be used to generate steam. Furthermore, when the circulation path is configured, various working fluids other than water may be used as the working fluid.

1 動力発生装置
1a 動力発生装置
1b 動力発生装置
1c 動力発生装置
1d 動力発生装置
10 制御部
11 供給経路
12 排出経路
13 バイパス経路
2 スクロール膨張機(膨張機)
3 誘導発電機(発電機)
41 第一遮断弁
42 バイパス弁
43 第二遮断弁
44 第三遮断弁
45 三方弁
A 分岐点
B 合流点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 motive power generator 1a motive power generator 1b motive power generator 1c motive power generator 1d motive power generator 10 control part 11 supply path 12 discharge path 13 bypass path 2 scroll expander (expansion machine)
3 Induction generator (generator)
41 first shutoff valve 42 bypass valve 43 second shutoff valve 44 third shutoff valve 45 three-way valve A branch point B junction point

Claims (9)

供給経路を流れる作動流体が膨張機に供給されて膨張機が駆動されることで、当該膨張機に接続された出力軸から動力を取り出す動力発生装置であって、
膨張機の供給経路と排出経路との間には、供給経路から排出経路へとバイパスするバイパス経路が設けられ、当該バイパス経路と排出経路との合流点よりも下流側には、第一遮断弁が設けられ、バイパス経路には、バイパス弁が設けられ、供給経路とバイパス経路との分岐点よりも上流側に、第二遮断弁が設けられ、
膨張の励磁電流が遮断された場合に、第一遮断弁を閉じるとともに、バイパス弁を開き、その後に、第二遮断弁を閉じるように制御する制御部が設けられたことを特徴とする動力発生装置。
A power generating device for extracting power from an output shaft connected to an expander by supplying a working fluid flowing through a supply path to the expander and driving the expander.
Between the supply path and the discharge path of the expander, a bypass path is provided for bypassing the supply path to the discharge path, and a first shutoff valve is provided downstream of the junction of the bypass path and the discharge path. And a bypass valve is provided in the bypass path, and a second shutoff valve is provided on the upstream side of a branch point between the supply path and the bypass path,
When the exciting current of the expander is cut off, closes the first shut-off valve opens the bypass valve, then, the power control unit that controls so as to close the second shutoff valve is characterized in that provided Generator.
第一遮断弁が、通常時は開いた状態で、作動時に閉じた状態となされ、バイパス弁が、通常時は閉じた状態で、作動時に開いた状態となされるものである請求項1に記載の動力発生装置。   The first shut-off valve is normally open and closed when activated, and the bypass valve is closed normally and opened when activated. Power generator. 供給経路における当該供給経路とバイパス経路との分岐点よりも下流側に、第三遮断弁が設けられた請求項1または2に記載の動力発生装置。   The power generation device according to claim 1, wherein a third shutoff valve is provided downstream of a branch point between the supply path and the bypass path in the supply path. 供給経路における当該供給経路とバイパス経路との分岐点よりも上流側に、第二遮断弁が設けられ、下流側には第三遮断弁が設けられた請求項1または2に記載の動力発生装置。   The power generation device according to claim 1 or 2, wherein a second shutoff valve is provided on the upstream side of a branch point between the feed path and the bypass path in the feed path, and a third shutoff valve is provided on the downstream side. . 始動時に、第三遮断弁を閉じるとともに、第一遮断弁、第二遮断弁およびバイパス弁を開けるように制御する制御部を有する請求項4に記載の動力発生装置。   The power generation device according to claim 4, further comprising a control unit that controls the first shut-off valve, the second shut-off valve, and the bypass valve to open while closing the third shut-off valve at the time of startup. 供給経路における当該供給経路とバイパス経路との分岐点に三方弁が設けられた請求項1または2に記載の動力発生装置。   The power generation device according to claim 1 or 2, wherein a three-way valve is provided at a branch point between the supply path and the bypass path in the supply path. 作動流体が水蒸気となされた請求項1ないし6の何れか一に記載の動力発生装置。   The power generator according to any one of claims 1 to 6, wherein the working fluid is water vapor. 動力供給対象が誘導発電機である請求項1ないし7の何れか一に記載の動力発生装置。   The power generation device according to any one of claims 1 to 7, wherein the power supply target is an induction generator. 膨張機が出力軸と直結されたスクロール膨張機である請求項1ないし8の何れか一に記載の動力発生装置。   The power generating device according to any one of claims 1 to 8, wherein the expander is a scroll expander directly connected to the output shaft.
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