JPS6137771Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は天然ガスや石油などの化石燃料による
燃焼発熱量を入力熱として、動力を発生させるた
めのランキンサイクルに関する。

本考案の目的とするところは、ランキンサイク
ル回路に電磁弁と圧力検知機構を設けることによ
つて、良好なるランキンサイクル回路の始動を実
施せんとするものである。

従来ランキンサイクルを実際に回路に構成して
の始動方法としては、膨張機に電動機を連結させ
て強制駆動させるものが公知である。しかし、前
記従来方法によれば、膨張機を含めたランキン回
路の始動のために意外な電動機入力を必要とし、
低熱源では本質的に効率の低いランキンサイクル
の省エネルギ性を悪化させる一要因となつてい
た。本考案は前記問題点を考慮し、膨張機の始動
に際し、起動用補助電動機に依存することなく、
ランキンサイクル自力で膨張機を始動させるセル
フスターテイング法を提供するものである。

そのための構成として、本考案は、動力を発生
させるための膨張機と、凝縮器と、電動機を有す
る作動流体ポンプと、ガスバーナなどの熱源を有
するボイラとを順次配列したランキンサイクル回
路の膨張機入口に作動流体通路を開閉する電磁弁
を配設し、ボイラ圧力を検出する圧力検知機構を
形成し、始動時に電磁弁を閉止した状態で作動流
体ポンプを駆動しさらにボイラへガスバーナなど
の熱源からの熱量を加え、圧力検知機構によつて
任意のボイラ圧力を検知して、電磁弁を開放し膨
張機を駆動させるものである。

以下、図面に沿つて本考案の一実施例につき添
付図面に沿つて詳細に説明する。

先ず、定常運転時のランキンサイクル回路の構
成および動作を説明する。ボイラ１内部で外部か
ら加熱され蒸発した、作動流体（例えばフロン−
C318）は高圧気化流体となつて、膨張機２に流
入して膨張過程を生じその結果出力軸３に動力を
産出する。膨張過程後の低圧作動流体は、凝縮器
４において例えば送風機５による強制冷却効果で
液化され、その液化作動流体は作動流体ポンプ６
の給送作用によつて圧送され、再びボイラ１へ帰
環するという閉サイクルを行う。膨張機２は通常
その出力軸３に産出した動力を発電機や空調機用
の圧縮機などの負荷７への入力として消費させて
いて、膨張機出力の一部を作動流体ポンプ６の入
力として定常運転させることも可能である。

ランキンサイクル回路の熱入力は、ボイラ１を
通じて、例えばガスバーナ８における天然ガスの
燃焼発熱量として得られ、ガスバーナへ供給され
るガスは、ガス電磁弁９によりON−OFFされ
る。

またランキンサイクル回路内部の作動流体の循
環は、作動流体ポンプ６によつて行われるが、前
記ボンブは、ポンプ用電動機１０によつて駆動さ
れる。前述した如く、膨張機２の出力の一部をポ
ンプ入力と出来るので、定常運転時はポンプ用電
動機１０をクラツチの如きもので切り離すことも
可能である。以上が定常運転時の作動説明であ
る。

次に始動時の作動について説明する。ランキン
サイクル回路の停止時に回路内へ封入してある作
動流体は各機能部品（膨張機や凝縮器）の存在し
ている雰囲気温度、内部空間容積、油（潤滑油）
の滞溜量などの要因によつて、例えば凝縮器４な
どに集中的に液体化して分布している場合が普通
である。したがつて、始動時にいきなりガスバー
ナ８を燃焼させても、ボイラ１に存在する作動流
体液が少ない場合には、膨張機２を始動するに足
る圧力および蒸気発生が出来ないことがある。

本考案は前述の点に注目して、提案するもので
ある。ランキンサイクル回路の始動に際し、膨張
機２とボイラ１とを連絡する作動流体通路（配
管）、即ち膨張機２の入口に設けた電磁弁１１を
閉止する。この状態でポンプ用電動機１０を始動
し、作動流体ポンプ６を駆動すると、凝縮器４や
膨張機２内部に多量に滞溜していた液状作動流体
が、ボイラ１へと供給される。この状態で、ガス
バーナ８を点火し燃焼熱量を発生し、ボイラ１へ
の熱入力を加えると、ボイラ１における蒸発過程
は順調に促進され高圧部（ポンプ出口から電磁弁
まで）の圧力が上昇する。

高圧部にはボイラ圧力を検出するための圧力検
知機構（圧力スイツチとその伝達機構）１２が設
けられており、この圧力検知機構１２によつて任
意設定値のボイラ圧力を検知して、前述の電磁弁
１１を開放する。

充分に高い圧力の作動流体（液・蒸気にかかわ
らず）が膨張機２へ急激に流入することによつて
停止してあつて始動トルクが増加している膨張機
も回転し始める。以上の様にランキンサイクルは
始動され定常運転に移行する。

本考案のによれば、膨張機の始動用電動機を用
いなくて良く、コスト低減になる他、装置も小型
化できることやランキンサイクル回路の最低必要
機能部品のみで膨張機を始動するため、膨張機の
補助（始動用）電動機を用いた場合より、はるか
に総合効率が高まることや停止時、各種能部品に
滞溜している油も、作動流体液と共に、ボイラへ
集められ、始動後すぐに膨張機へ帰環し、潤滑対
策上も優れていることや膨張機の出力をポンプへ
供給する構成であればポンプ用電動機は始動専用
として小型化できるなどの実用的効果の大なるも
のである。

【図面の簡単な説明】

図は本考案の一実施例をおけるランキンサイク
ル回路の説明図である。 １……ボイラ、２……膨張機、４……凝縮器、
６……ポンプ、８……ガスバーナ、１１……電磁
弁、１２……圧力検知機構。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 動力を発生させるための膨張機と、凝縮器と、
   電動機を有する作動流体ポンプと、ガスバーナな
   どの熱源を有するボイラとを順次配列し、膨張機
   入口に作動流体通路を開閉する電磁弁と、ボイラ
   圧力を検出する圧力検知機構とを設け、始動時に
   前記電磁弁を閉止した状態で作動流体ポンプを駆
   動し、さらにボイラへガスバーナなどの熱源から
   の熱量を加え、圧力検知機構によつて任意のボイ
   ラ圧力を検出した後電磁弁を開放し膨張機を駆動
   させるランキンサイクル回路。