JPH0436245B2 - - Google Patents
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- JPH0436245B2 JPH0436245B2 JP4700884A JP4700884A JPH0436245B2 JP H0436245 B2 JPH0436245 B2 JP H0436245B2 JP 4700884 A JP4700884 A JP 4700884A JP 4700884 A JP4700884 A JP 4700884A JP H0436245 B2 JPH0436245 B2 JP H0436245B2
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- Japan
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- condenser
- working medium
- supercooling
- valve
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- 238000004781 supercooling Methods 0.000 claims description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K9/00—Plants characterised by condensers arranged or modified to co-operate with the engines
- F01K9/02—Arrangements or modifications of condensate or air pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は動力発生機関、特に太陽熱、地熱およ
び廃熱などの代替エネルギーから動力を回収する
に好適な動力発生機関に関するものである。
び廃熱などの代替エネルギーから動力を回収する
に好適な動力発生機関に関するものである。
従来のこの種の動力発生機関は、動力変換手段
および負荷に連結する膨張機と、冷却媒体供給手
段を備える凝縮器、液ポンプと、高温媒体供給手
段を備える蒸気発生器とを直列に接続し、ランキ
ンサイクルを行うように構成されていることは周
知である。
および負荷に連結する膨張機と、冷却媒体供給手
段を備える凝縮器、液ポンプと、高温媒体供給手
段を備える蒸気発生器とを直列に接続し、ランキ
ンサイクルを行うように構成されていることは周
知である。
このような動力発生機関では、凝縮器内を流通
する冷却媒体の温度が低下し、この低下速度が大
きいとき、または冷却媒体の温度が一定であつて
も冷却媒体の流量が増加する。この増加速度が大
きいときには、凝縮圧力は即時に低下するが、凝
縮器入口側の作動媒体温度の低下速度は圧力の低
下速度より遅いために、液ポンプはキヤビテーシ
ヨンを発生する欠点があつた。
する冷却媒体の温度が低下し、この低下速度が大
きいとき、または冷却媒体の温度が一定であつて
も冷却媒体の流量が増加する。この増加速度が大
きいときには、凝縮圧力は即時に低下するが、凝
縮器入口側の作動媒体温度の低下速度は圧力の低
下速度より遅いために、液ポンプはキヤビテーシ
ヨンを発生する欠点があつた。
このキヤビテーシヨンを単に防止するには、作
動媒体封入量を増加させればよい。ところが、前
記非常時のために、前記封入量を常時多量に保持
するようにすれば、サイクル運転中の凝縮圧力は
高くなり、膨張機における差圧が小さくなるの
で、全体的に性能が低下する欠点がある。
動媒体封入量を増加させればよい。ところが、前
記非常時のために、前記封入量を常時多量に保持
するようにすれば、サイクル運転中の凝縮圧力は
高くなり、膨張機における差圧が小さくなるの
で、全体的に性能が低下する欠点がある。
本発明は上記欠点を解消し、冷却媒体の条件如
何にかかわらず、液ポンプのキヤビテーシヨンの
発生を防止し、サイクルの効率および出力を向上
させることを目的とするものである。
何にかかわらず、液ポンプのキヤビテーシヨンの
発生を防止し、サイクルの効率および出力を向上
させることを目的とするものである。
本発明は上記目的を達成するために、公知のラ
ンキンサイクル式動力発生機関において、液ポン
プの出口側と凝縮器の入口側をバイパス路を介し
て連通すると共に、このバイパス路の高圧側およ
び低圧側に開閉弁をそれぞれ設け、前記凝縮器出
口側の過冷却度に応じて前記開閉弁を適宜に開閉
し、サイクル内の作動媒体の封入量を制御するよ
うにしたことを特徴とするものである。
ンキンサイクル式動力発生機関において、液ポン
プの出口側と凝縮器の入口側をバイパス路を介し
て連通すると共に、このバイパス路の高圧側およ
び低圧側に開閉弁をそれぞれ設け、前記凝縮器出
口側の過冷却度に応じて前記開閉弁を適宜に開閉
し、サイクル内の作動媒体の封入量を制御するよ
うにしたことを特徴とするものである。
以下、本発明の実施例を図面について説明する
に先だつて、まず本発明の理念を第１図を参照し
て説明する。
に先だつて、まず本発明の理念を第１図を参照し
て説明する。
上記理念は、液ポンプ出口側（高圧側）と凝縮
器入口側（低圧側）をバイパス路を介して連通
し、前記凝縮器の出口側の過冷却度が低下すると
きには、前記バイパス路内の冷媒を凝縮器入口側
を介してサイクルに送出し、このサイクル内の作
動媒体封入量を増加させ、一方、その作動媒体封
入量の増加後に、前記過冷却度が大きくなるとき
には、作動媒体をバイパス路に回収し、サイクル
内の作動媒体封入量を元状態に復帰させることで
ある。
器入口側（低圧側）をバイパス路を介して連通
し、前記凝縮器の出口側の過冷却度が低下すると
きには、前記バイパス路内の冷媒を凝縮器入口側
を介してサイクルに送出し、このサイクル内の作
動媒体封入量を増加させ、一方、その作動媒体封
入量の増加後に、前記過冷却度が大きくなるとき
には、作動媒体をバイパス路に回収し、サイクル
内の作動媒体封入量を元状態に復帰させることで
ある。
上記作動媒体封入量と、サイクル状態（効率，
凝縮圧力および過冷却度）および出力との関係
は、第１図に示すとおりである。図中のＧは作動
媒体循環量を示す。
凝縮圧力および過冷却度）および出力との関係
は、第１図に示すとおりである。図中のＧは作動
媒体循環量を示す。
この図より明らかなように、作動媒体封入量が
少ないほど凝縮圧力は低下し、かつ膨張機におけ
る差圧が増大し、しかもサイクルの効率と出力の
上昇することがわかる。したがつて、過冷却度が
大き過ぎる場合には、作動媒体をバイパス路に回
収して効率および出力の向上をはかることが好ま
しい。
少ないほど凝縮圧力は低下し、かつ膨張機におけ
る差圧が増大し、しかもサイクルの効率と出力の
上昇することがわかる。したがつて、過冷却度が
大き過ぎる場合には、作動媒体をバイパス路に回
収して効率および出力の向上をはかることが好ま
しい。
上記理念に基づいてなされた第１実施例を第２
図に示す。この図において、動力変換手段５およ
び負荷６に連結する膨張機１と、冷却媒体給送手
段８を備える凝縮器２と、液ポンプ３と、高圧媒
体給送手段７を備える蒸気発生器４は、直列に接
続されてサンキンサイクルを行うように構成され
ている。
図に示す。この図において、動力変換手段５およ
び負荷６に連結する膨張機１と、冷却媒体給送手
段８を備える凝縮器２と、液ポンプ３と、高圧媒
体給送手段７を備える蒸気発生器４は、直列に接
続されてサンキンサイクルを行うように構成され
ている。
上記液ポンプ３の出口側（高圧側）と凝縮器２
の入口側（低圧側）は、バイパス路９を介して連
通されると共に、このバイパス路９の高圧側（液
ポンプ３側）および低圧側（凝縮器２の入口側）
には、信号発生器１０からの信号により開閉され
る開閉弁１１ａ，１１ｂがそれぞれ設けられてい
る。前記信号発生器１０は、凝縮器２に取付けら
れた内部温度検知器１２および凝縮器２の出口側
に設けた温度検知器１３に接続されている。前記
内部温度検知器１２の代りに、圧力検知器を設け
て飽和温度演算を行つてもよい。
の入口側（低圧側）は、バイパス路９を介して連
通されると共に、このバイパス路９の高圧側（液
ポンプ３側）および低圧側（凝縮器２の入口側）
には、信号発生器１０からの信号により開閉され
る開閉弁１１ａ，１１ｂがそれぞれ設けられてい
る。前記信号発生器１０は、凝縮器２に取付けら
れた内部温度検知器１２および凝縮器２の出口側
に設けた温度検知器１３に接続されている。前記
内部温度検知器１２の代りに、圧力検知器を設け
て飽和温度演算を行つてもよい。
次に上記のような構成からなる第１実施例の動
作を、第３図に示すフローチヤートを参照して説
明する。
作を、第３図に示すフローチヤートを参照して説
明する。
前記温度検知器１２，１３により検知された両
温度の差、すなわち過冷却度を第１設定値T1と
比較し、前記過冷却度が第１設定値T1より大き
い場合には前状態を維持する。
温度の差、すなわち過冷却度を第１設定値T1と
比較し、前記過冷却度が第１設定値T1より大き
い場合には前状態を維持する。
逆に過冷却度が第１設定値T1より小さい状態
２０のときには、高圧側開閉弁１１ａを閉じると
共に低圧側開閉弁１１ｂを開き、バイパス路９内
の作動媒体をサイクルに封入２１を行う。この場
合、作動媒体の封入２１を迅速に行うために、最
初に開閉弁１１ａを非常に短時間開いてバイパス
路９の圧力を高め、ついで開閉弁１１ａを閉じる
と共に開閉弁１１ｂを開いてもよい。
２０のときには、高圧側開閉弁１１ａを閉じると
共に低圧側開閉弁１１ｂを開き、バイパス路９内
の作動媒体をサイクルに封入２１を行う。この場
合、作動媒体の封入２１を迅速に行うために、最
初に開閉弁１１ａを非常に短時間開いてバイパス
路９の圧力を高め、ついで開閉弁１１ａを閉じる
と共に開閉弁１１ｂを開いてもよい。
次に前記過冷却度を第２設定値T2（T2＞T1）
と比較し、その過冷却度が第２図設定値T2より
小さい状態２２のときには、運転状態をそのまま
維持する。もし、作動媒体の封入後においても、
過冷却度が第１設定値T1より小さい状態２３の
ときには、膨張機１および液ポンプ３を停止状態
２４に保持する。一方、前記過冷却度が第２設定
値T2より大であるときには、開閉弁１１ｂを閉
じると共に開閉弁１１ａを開き、作動媒体をバイ
パス路９に回収２５を行う。
と比較し、その過冷却度が第２図設定値T2より
小さい状態２２のときには、運転状態をそのまま
維持する。もし、作動媒体の封入後においても、
過冷却度が第１設定値T1より小さい状態２３の
ときには、膨張機１および液ポンプ３を停止状態
２４に保持する。一方、前記過冷却度が第２設定
値T2より大であるときには、開閉弁１１ｂを閉
じると共に開閉弁１１ａを開き、作動媒体をバイ
パス路９に回収２５を行う。
第４図は本発明の第２実施例の要部を示したも
ので、この第２実施例は前記第１実施例（第２
図）におけるバイパス路９に設けた２個の開閉弁
１１ａと１１ｂとの間に、もう１個の開閉弁１１
ｃを設け、作動媒体の封入と回収を２段階にわた
つて制御するようにした点が第１実施例と異な
る。その他の構造は第１実施例と同一であるか
ら、図面および説明を省略する。
ので、この第２実施例は前記第１実施例（第２
図）におけるバイパス路９に設けた２個の開閉弁
１１ａと１１ｂとの間に、もう１個の開閉弁１１
ｃを設け、作動媒体の封入と回収を２段階にわた
つて制御するようにした点が第１実施例と異な
る。その他の構造は第１実施例と同一であるか
ら、図面および説明を省略する。
この第２実施例の動作を第５図に示すフローチ
ヤートを参照して説明する。
ヤートを参照して説明する。
いま、バイパス路９内に封入された作動媒体の
封入量が、中間の開閉弁１１ｃの両側において等
量であると仮定すると、前記過冷却度が第１設定
値T1より小さい状態３０のときには、開閉弁１
１ａ，１１ｃを閉じると同時に開閉弁１１ｂを開
き、サイクルに作動媒体を一部（半分）封入３１
を行う。ついで、前記過冷却度を第２設定値T2
（T2＞T1）と比較し、その過冷却度が第２設定値
T2より小さい状態３２のときには、運転状態を
そのまま維持する。もし作動媒体封入後において
も、過冷却度が第１設定値T1より小さい状態３
３のときには、開閉弁１１ａを閉じたままで開閉
弁１１ｃ，１１ｂを開き、バイパス路９内に残存
する作動媒体のサイクルへの封入３４を行う。
封入量が、中間の開閉弁１１ｃの両側において等
量であると仮定すると、前記過冷却度が第１設定
値T1より小さい状態３０のときには、開閉弁１
１ａ，１１ｃを閉じると同時に開閉弁１１ｂを開
き、サイクルに作動媒体を一部（半分）封入３１
を行う。ついで、前記過冷却度を第２設定値T2
（T2＞T1）と比較し、その過冷却度が第２設定値
T2より小さい状態３２のときには、運転状態を
そのまま維持する。もし作動媒体封入後において
も、過冷却度が第１設定値T1より小さい状態３
３のときには、開閉弁１１ａを閉じたままで開閉
弁１１ｃ，１１ｂを開き、バイパス路９内に残存
する作動媒体のサイクルへの封入３４を行う。
このようにバイパス路９内の作動媒体全部をサ
イクルに封入した後、過冷却度が第２設定値T2
より小さい状態３５のときには、運転状態をその
まま維持する。もし、過冷却度が第１設定値T1
より小さい状態３６のときには、膨張機１および
液ポンプ３を停止状態３７に保持する。
イクルに封入した後、過冷却度が第２設定値T2
より小さい状態３５のときには、運転状態をその
まま維持する。もし、過冷却度が第１設定値T1
より小さい状態３６のときには、膨張機１および
液ポンプ３を停止状態３７に保持する。
上記バイパス路９内の作動媒体全部をサイクル
に封入した後、過冷却度が第２設定値T2よりも
大きくなれば、開閉弁１１ｃ，１１ｂを閉じると
同時に開閉弁１１ａを開き、作動媒体をバイパス
路９にその半分を回収３８した後、さらに前記過
冷却度を第２設定値T2と比較する。そして、そ
の過冷却度が第２設定値T2より大きいときには、
開閉弁１１ｂを閉じた状態で開閉弁１１ａ，１１
ｃを開いて作動媒の回収３９を行う。
に封入した後、過冷却度が第２設定値T2よりも
大きくなれば、開閉弁１１ｃ，１１ｂを閉じると
同時に開閉弁１１ａを開き、作動媒体をバイパス
路９にその半分を回収３８した後、さらに前記過
冷却度を第２設定値T2と比較する。そして、そ
の過冷却度が第２設定値T2より大きいときには、
開閉弁１１ｂを閉じた状態で開閉弁１１ａ，１１
ｃを開いて作動媒の回収３９を行う。
なお、本発明は上述の第１，第２実施例に限定
されず、バイパス路に開閉弁を４個以上設け、作
動媒体の封入量を３段階以上にわたつて制御する
ことも可能である。この場合、バイパス路の容積
だけでは不十分なときには、バイパス路にレシー
バを設ければよい。
されず、バイパス路に開閉弁を４個以上設け、作
動媒体の封入量を３段階以上にわたつて制御する
ことも可能である。この場合、バイパス路の容積
だけでは不十分なときには、バイパス路にレシー
バを設ければよい。
第６図および第７図に示す第３，第４実施例
は、前述した本発明の理念を自動車用空気調和機
に適用したものである。この空気調和機は、圧縮
機４１，凝縮器４２，液タンク４３，膨張機兼用
冷媒流量制御装置４４および蒸気発生器４５を直
列に接続してサイクルを形成し、前記凝縮器４２
の出口側と蒸気発生器４５の入口側とを、開閉弁
５１ａ，５１ｂを有するバイパス路５０により連
通すると共に、その両開閉弁５１ａ，５１ｂ，冷
媒流量制御装置４４，蒸気発生器４５の入口側お
よび出口側にそれぞれ設けた温度検知器４６，４
７および圧縮機４１の出口側に設けた温度検知器
または圧力検知器４８などを信号発生器４９に接
続した構造からなる。
は、前述した本発明の理念を自動車用空気調和機
に適用したものである。この空気調和機は、圧縮
機４１，凝縮器４２，液タンク４３，膨張機兼用
冷媒流量制御装置４４および蒸気発生器４５を直
列に接続してサイクルを形成し、前記凝縮器４２
の出口側と蒸気発生器４５の入口側とを、開閉弁
５１ａ，５１ｂを有するバイパス路５０により連
通すると共に、その両開閉弁５１ａ，５１ｂ，冷
媒流量制御装置４４，蒸気発生器４５の入口側お
よび出口側にそれぞれ設けた温度検知器４６，４
７および圧縮機４１の出口側に設けた温度検知器
または圧力検知器４８などを信号発生器４９に接
続した構造からなる。
また、第７図に示す実施例は、バイパス路５０
に３個の開閉弁５１ａ，５１ｃ，５１ｂを設けた
点が上記第３実施例と異なり、その他の構造は同
様であるから図面および説明を省略する。
に３個の開閉弁５１ａ，５１ｃ，５１ｂを設けた
点が上記第３実施例と異なり、その他の構造は同
様であるから図面および説明を省略する。
上記第３，第４実施例の動作を示すフローチヤ
ートは、前記第１，第２実施例の動作をそれぞれ
のフローチヤート、すなわち第３図および第５図
に示したフローチヤートとほぼ同様であるから、
その再記および説明を省略する。これらの実施例
によれば、圧縮機出口側の温度の異常上昇を防止
し、圧縮機の焼損を未然に阻止することができ
る。
ートは、前記第１，第２実施例の動作をそれぞれ
のフローチヤート、すなわち第３図および第５図
に示したフローチヤートとほぼ同様であるから、
その再記および説明を省略する。これらの実施例
によれば、圧縮機出口側の温度の異常上昇を防止
し、圧縮機の焼損を未然に阻止することができ
る。
以上説明したように本発明によれば、冷却媒体
の条件の如何にかかわらず、液ポンプのキヤビテ
ーシヨンの発生を防止し、サイクルの効率および
出力の向上をはかることができる。
の条件の如何にかかわらず、液ポンプのキヤビテ
ーシヨンの発生を防止し、サイクルの効率および
出力の向上をはかることができる。
第１図は作動媒体封入量とサイクル状態および
出力との関係を示す線図、第２図は本発明の動力
発生機関の第１実施例を示す系統図、第３図は第
１実施例のフローチヤートを示す説明図、第４図
は本発明に係わる第２実施例の要部を示す系統
図、第５図は第２実施例のフローチヤートを示す
説明図、第６図は本発明に係わる第３実施例の系
統図、第７図は本発明に係わる第４実施例の要部
系統図である。 １…膨張機、２…凝縮器、３…液ポンプ、４…
蒸気発生器、９…バイパス路、１０…信号発生
器、１１ａ〜１１ｃ…開閉弁、１３…凝縮器出口
側温度検知器。
出力との関係を示す線図、第２図は本発明の動力
発生機関の第１実施例を示す系統図、第３図は第
１実施例のフローチヤートを示す説明図、第４図
は本発明に係わる第２実施例の要部を示す系統
図、第５図は第２実施例のフローチヤートを示す
説明図、第６図は本発明に係わる第３実施例の系
統図、第７図は本発明に係わる第４実施例の要部
系統図である。 １…膨張機、２…凝縮器、３…液ポンプ、４…
蒸気発生器、９…バイパス路、１０…信号発生
器、１１ａ〜１１ｃ…開閉弁、１３…凝縮器出口
側温度検知器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 動力変換手段および負荷に連結する膨張機
と、冷却媒体給送手段を備える凝縮器と、液ポン
プと、高温媒体給送手段を備える蒸気発生器とか
らなり、ランキンサイクルを形成する動力発生機
関において、前記液ポンプの出口側と凝縮器の入
口側をバイパス路を介して連通すると共に、この
バイパス路の高圧側および低圧側に開閉弁をそれ
ぞれ設け、前記凝縮器出口側の過冷却度に応じて
前記開閉弁を適宜に開閉し、サイクル内の作動媒
体の封入量を制御するようにしたことを特徴とす
る動力発生機関。 ２ 上記凝縮器出口側に過冷却度の検知手段を設
け、前記過冷却度が設定値以下になるときには、
高圧側開閉弁を閉じた状態で低圧側開閉弁を開
き、バイパス路に蓄積されていた作動媒体をラン
キンサイクルに送出するように構成したことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の動力発生機
関。 ３ 上記バイパス路に蓄積されていた作動媒体を
ランキンサイクルに送出した後、凝縮器出口側の
過冷却度が第１設定値T1より大きい第２設定値
T2以上になるときには、低圧側開閉弁を閉じた
状態で高圧側開閉弁を開き、ランキンサイクル内
の作動媒体を前記バイパス路に回収するように構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の動力発生機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4700884A JPS60192809A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 動力発生機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4700884A JPS60192809A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 動力発生機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60192809A JPS60192809A (ja) | 1985-10-01 |
| JPH0436245B2 true JPH0436245B2 (ja) | 1992-06-15 |
Family
ID=12763136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4700884A Granted JPS60192809A (ja) | 1984-03-14 | 1984-03-14 | 動力発生機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60192809A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8713939B2 (en) | 2008-12-18 | 2014-05-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Exhaust heat recovery system |
| JP5338730B2 (ja) * | 2010-03-29 | 2013-11-13 | 株式会社豊田自動織機 | 廃熱回生システム |
| SE535453C2 (sv) * | 2010-12-01 | 2012-08-14 | Scania Cv Ab | Arrangemang och förfarande för att omvandla värmeenergi till mekanisk energi |
| KR101325429B1 (ko) * | 2011-03-24 | 2013-11-04 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 동력 발생 장치 및 그 제어 방법 |
| JP5827480B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2015-12-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 発電装置 |
-
1984
- 1984-03-14 JP JP4700884A patent/JPS60192809A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60192809A (ja) | 1985-10-01 |
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| JPH0436245B2 (ja) | ||
| JP2000304375A (ja) | 潜熱回収型吸収冷温水機 | |
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