JPWO2011118000A1 - Rankine cycle system - Google Patents
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Abstract
ランキンサイクルシステム100は、過熱器8と、この過熱器8から供給された気化冷媒である蒸気によって駆動されてエネルギ回収を行う膨張器10を備える。膨張器10は、蒸気を排出する第1の排出口10a1と、膨張器10の内部で蒸気が凝縮して生成された液化冷媒を排出する第2の排出口10a2とを備える。ランキンサイクルシステム100は、第1の排出口10a1に接続され、膨張器10から蒸気を排出する第1の排出通路11と、第1の排出通路11を通じて蒸気が導入され、導入された蒸気を凝縮して液化冷媒とするコンデンサ12を備える。コンデンサ12において生成された液化冷媒は凝縮水タンク14に貯留される。第2の排出口10a2と凝縮水タンク14とは、第2の排出通路15によって接続されている。The Rankine cycle system 100 includes a superheater 8 and an expander 10 that is driven by steam that is a vaporized refrigerant supplied from the superheater 8 to recover energy. The expander 10 includes a first discharge port 10a1 that discharges steam, and a second discharge port 10a2 that discharges liquefied refrigerant generated by condensation of the steam inside the expander 10. The Rankine cycle system 100 is connected to a first discharge port 10a1, and a first discharge passage 11 that discharges steam from the expander 10 and steam is introduced through the first discharge passage 11, and the introduced steam is condensed. Thus, a capacitor 12 is provided as a liquefied refrigerant. The liquefied refrigerant generated in the condenser 12 is stored in the condensed water tank 14. The second discharge port 10 a 2 and the condensed water tank 14 are connected by a second discharge passage 15.
Description
本発明は、ランキンサイクルシステムに関する。 The present invention relates to a Rankine cycle system.
従来、内燃機関の稼動に伴う廃熱を回収するランキンサイクルが知られている。このようなランキンサイクルには、例えば、エンジンの水冷冷却系統を密閉構造として沸騰冷却を行うようにし、エンジンにおける廃熱によって気化した冷媒、すなわち蒸気によって蒸気タービンのような膨張器を駆動して、その蒸気の持つ熱エネルギを電気エネルギ等に変換して回収するものがある。このようなランキンサイクルシステムを改良するものとして、例えば特許文献1がある。
Conventionally, a Rankine cycle that recovers waste heat associated with the operation of an internal combustion engine is known. In such Rankine cycle, for example, boiling cooling is performed by using a water cooling cooling system of the engine as a closed structure, and an expander such as a steam turbine is driven by refrigerant evaporated by waste heat in the engine, that is, steam, There is one that recovers heat energy of the steam by converting it into electrical energy or the like. As an example of improving such a Rankine cycle system, there is
しかしながら、上記特許文献1の提案では、例えば、内燃機関の冷間始動時において、以下のような不都合が生じるおそれがある。内燃機関の冷間時は、通常、膨張器の温度も低い。低温状態の膨張器に蒸気が供給されると、蒸気は、膨張器内で凝縮し、液化冷媒に戻ってしまう。膨張器内で生成された液化冷媒は、膨張器内に貯留し、膨張器駆動の抵抗となって膨張器の劣化や破損を招くおそれがある。車両にランキンサイクルシステムを搭載する場合、膨張器が冷間状態となる場合は頻繁に訪れるため、上記のような膨張器の劣化や破損の問題を解決することは必須である。このような膨張器の劣化や破損を抑制するために、内燃機関の暖機時において膨張器への蒸気の流入を抑制する制御弁を設けること等も考えられる。ところが、これらの制御を実現するためには制御弁を作動させるアクチュエータや、制御タイミングを設定するための温度センサ、若しくは温度を推定するためのロジックの構築等が必須となり、コスト高になる。
However, in the proposal of
そこで、本明細書開示のランキンサイクルシステムは、蒸気タービンのような膨張器における液化冷媒の生成に起因する膨張器の劣化や破損を抑制することを課題とする。 Accordingly, an object of the Rankine cycle system disclosed in this specification is to suppress deterioration and breakage of an expander due to generation of a liquefied refrigerant in an expander such as a steam turbine.
かかる課題を解決するために、本明細書開示のランキンサイクルシステムは、過熱器と、前記過熱器から供給された気化冷媒である蒸気によって駆動されてエネルギ回収を行い、蒸気を排出する第1の排出口と、内部で前記蒸気が凝縮して生成された液化冷媒を排出する第2の排出口とを備えた膨張器と、前記第1の排出口に接続され、前記膨張器から前記蒸気を排出する第1の排出通路と、前記第1の排出通路を通じて前記蒸気が導入され、前記蒸気を凝縮して液化冷媒とするコンデンサと、前記コンデンサにおいて生成された液化冷媒を貯留する凝縮水タンクと、前記第2の排出口と前記凝縮水タンクとを接続し、前記膨張器から前記液化冷媒を排出する第2の排出通路と、を、備えたことを特徴としている。 In order to solve such a problem, the Rankine cycle system disclosed in this specification is driven by a superheater and steam that is a vaporized refrigerant supplied from the superheater, performs energy recovery, and discharges the steam. An expander having a discharge port and a second discharge port for discharging the liquefied refrigerant generated by the condensation of the steam therein; and connected to the first discharge port, the steam from the expander A first discharge passage that discharges; a condenser in which the steam is introduced through the first discharge passage to condense the steam into a liquefied refrigerant; and a condensed water tank that stores the liquefied refrigerant generated in the condenser; And a second discharge passage for connecting the second discharge port and the condensed water tank and discharging the liquefied refrigerant from the expander.
膨張器は、第2の排出口を備えることにより、膨張器が冷間状態であるときに膨張器の内部で凝縮して生成される液化冷媒を排出することができる。膨張器内から液化冷媒を排出することができれば、膨張器の駆動負荷を低減することができる。この結果、膨張器の劣化や破損を抑制することができる。 By providing the second discharge port, the expander can discharge the liquefied refrigerant generated by condensation inside the expander when the expander is in a cold state. If the liquefied refrigerant can be discharged from the inside of the expander, the driving load of the expander can be reduced. As a result, deterioration and breakage of the expander can be suppressed.
前記第2の排出口は、前記膨張器の下部に設けられることが望ましい。膨張器の内部形状等を考慮して、液化冷媒を効率よく排出する趣旨である。通常、膨張器の下部に第2の排出口を設けることにより、液化冷媒を流出させることができる。 The second discharge port is preferably provided at a lower portion of the expander. This is intended to efficiently discharge the liquefied refrigerant in consideration of the internal shape of the expander and the like. Usually, a liquefied refrigerant can be flowed out by providing a 2nd discharge port in the lower part of an expander.
前記凝縮水タンク内の液面高さは、当該液面高さと前記第2の排出通路内の最低液面との差をΔhとし、前記蒸気が前記第1の排出通路を通って前記膨張器から前記コンデンサへ流入するときの圧力損失をΔPto、前記液化冷媒の密度をρ、重力加速度をgとしたときに、Δh>ΔPto/ρgの関係を満足することが望ましい。 The liquid level in the condensed water tank has a difference between the liquid level and the lowest liquid level in the second discharge passage as Δh, and the vapor passes through the first discharge passage and the expander. It is desirable to satisfy the relationship of Δh> ΔPto / ρg, where ΔPto is the pressure loss when flowing into the condenser from ρ, ρ is the density of the liquefied refrigerant, and g is the acceleration of gravity.
凝縮水タンク内の液面高さが、このような関係を満足する状態に維持されていれば、第2の排出口を蒸気が通過することを抑制することができる。 If the liquid level in the condensed water tank is maintained in a state satisfying such a relationship, it is possible to suppress the passage of steam through the second discharge port.
また、前記第2の排出通路の前記凝縮水タンクへの接続位置は、前記第2の排出通路内の最低液面よりも上側とすることができる。例えば、第2の排出通路をU字管によって形成した場合、第2の排出通路の最低液面は、U字管のU字状部となって、Δhを大きく設定することができる。Δhを大きく設定することができれば、第2の排出口の蒸気通過を効果的に抑制することができる。 In addition, the connection position of the second discharge passage to the condensed water tank can be higher than the lowest liquid level in the second discharge passage. For example, when the second discharge passage is formed by a U-shaped tube, the lowest liquid level of the second discharge passage becomes a U-shaped portion of the U-shaped tube, and Δh can be set large. If Δh can be set large, the passage of steam through the second outlet can be effectively suppressed.
さらに、前記第2の排出口の口径は、前記第1の排出口の口径よりも小径とすることができる。第1の排出口の口径と第2の排出口の口径との関係をこのように設定することにより、第2の排出口の蒸気通過を効果的に抑制することができる。また、第1の排出口の口径が大きくなれば圧力損失ΔPtoを小さくすることができ、第2の排出口の蒸気通過抑制に効果がある。 Further, the diameter of the second discharge port may be smaller than the diameter of the first discharge port. By setting the relationship between the diameter of the first outlet and the diameter of the second outlet in this way, the passage of steam through the second outlet can be effectively suppressed. Further, if the diameter of the first discharge port is increased, the pressure loss ΔPto can be reduced, which is effective in suppressing the passage of steam through the second discharge port.
また、前記第2の排出通路の流路面積は前記第1の排出通路の流路面積よりも小さいことが望ましい。例えば、第2の排出通路を形成する配管の内径を、第1の排出通路を形成する配管の内径よりも小径とすることによって上記の式で表された関係を実現することができる。第2の排出通路の流路面積と第1の排出通路の流路面積との関係をこのように設定することにより、第2の排出口の蒸気通過を効果的に抑制することができる。また、第1の排出通路の流路面積が大きくなれば圧力損失ΔPtoを小さくすることができ、第2の排出口の蒸気通過抑制に効果がある。 In addition, it is desirable that the flow passage area of the second discharge passage is smaller than the flow passage area of the first discharge passage. For example, the relationship represented by the above equation can be realized by setting the inner diameter of the pipe forming the second discharge passage to be smaller than the inner diameter of the pipe forming the first discharge passage. By setting the relationship between the flow passage area of the second discharge passage and the flow passage area of the first discharge passage in this manner, the passage of steam through the second discharge port can be effectively suppressed. Further, if the flow path area of the first discharge passage is increased, the pressure loss ΔPto can be reduced, which is effective in suppressing the passage of steam through the second discharge port.
本明細書開示のランキンサイクルシステムによれば、膨張器における液化冷媒の生成に起因する膨張器の劣化や破損を抑制することができる。 According to the Rankine cycle system disclosed in this specification, it is possible to suppress deterioration and breakage of the expander due to generation of the liquefied refrigerant in the expander.
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
ランキンサイクルシステム100の概略構成について図1、図2を参照しつつ説明する。図1は、ランキンサイクルシステム100の概略構成図である。図2は、図1におけるA部を拡大して示した説明図である。ランキンサイクルシステム100は、内部で冷媒が沸騰することにより冷却されるエンジン1を備えている。エンジン1は、蒸気発生器に相当する内燃機関の一例である。エンジン1は、シリンダブロック1aとシリンダヘッド1bを備える。シリンダブロック1a及びシリンダヘッド1b内にはウォータジャケットが形成されており、このウォータジャケット内の冷媒が沸騰することによってエンジン1の冷却が行われる。このときエンジン1は、蒸気を発生させる。エンジン1は、さらに、排気管2を備える。エンジン1のシリンダヘッド1bには、蒸気通路3の一端が接続されている。
A schematic configuration of the Rankine
蒸気通路3には、気液分離器4が配設されている。エンジン1側から気液混合状態で気液分離器4に流入した冷媒は、気液分離器4内で気相(蒸気)と液相(液化冷媒)とに分離される。気液分離器4の下端部には、冷媒循環路5の一端が接続されている。この冷媒循環路5の他端はシリンダブロック1aに接続されている。また、冷媒循環路5には、エンジン1内に液化冷媒を圧送する第1ウォーターポンプ6が配設されている。この第1ウォーターポンプ6は、いわゆるメカ式であり、エンジン1が備えるクランクシャフトを駆動源としている。この第1ウォーターポンプ6により、液化冷媒が、エンジン1と気液分離器4との間を循環する。
A gas-liquid separator 4 is disposed in the
蒸気通路3には、過熱器8が設けられている。過熱器8は、下側に蒸発部8aを備え、その上側に過熱部8bを備えている。過熱器8には、排気管2が引き込まれている。排気管2の内部には、エンジン1で発生した排気ガスが流通する。排気管2は、排気ガスが過熱部8b、蒸発部8aの順に通過するように過熱器8を貫通している。蒸発部8aには、液化冷媒通路7の一端が接続されている。排気ガスは、気液分離器4を通過した蒸気と熱交換をする。液化冷媒通路7の他端は、気液分離器4の下端部に接続されている。液化冷媒通路7には開閉弁7aが設けられている。この開閉弁7aの開閉状態によって、気液分離器4から蒸発部8aへの液化冷媒の供給状態が決定される。蒸発部8aに供給された液化冷媒は、過熱部8bで蒸気を過熱した後の排気ガスの熱によって、蒸気化することができる。これにより、蒸気発生量が増大すると共に、蒸気の過熱度が向上し、廃熱回収効率が向上する。過熱部8bの上端部には、蒸気排出管3aが設けられている。蒸気排出管3aの先端部には、ノズル9が設けられている。
A superheater 8 is provided in the
過熱器8の下流側には、膨張器10が配設されている。膨張器10は、過熱器8から供給された気化冷媒、すなわち蒸気によって駆動されてエネルギ回収を行う。膨張器10は、ケース10aと、このケース10aに設けられたタービン翼10bとを備えた蒸気タービンである。ノズル9は、蒸気通路3を通じて供給された蒸気がタービン翼10bに向かって噴射されるようにケース10aに取り付けられている。これにより、タービン翼10bは、蒸気通路3を通じて供給された蒸気により回転駆動される。タービン翼10bの回転力は、エンジン1が備えるクランクシャフトの回転を補助したり、発電機を駆動したりする。これにより、廃熱の回収が行われる。
An
膨張器10のケース10aには、蒸気を排出する第1の排出口10a1と、内部で蒸気が凝縮して生成された液化冷媒を排出する第2の排出口10a2を備えている。ここで、第2の排出口10a2は、膨張器10のケース10a内の液化冷媒を排出できるように、膨張器10のケース10aの下部に設けられている。第2の排出口10a2の口径D2は、第1の排出口10a1の口径D1よりも小さくなっている。すなわち、D2<D1の関係となっている。
The
第1の排出口10a1には、第1の排出通路11の一端が接続されている。第1の排出通路11の他端はコンデンサ12に接続されている。第1の排出通路11は、膨張器10から蒸気を排出し、排出した蒸気をコンデンサ12に導入する。コンデンサ12は、蒸気を冷却することによって凝縮して液化冷媒を生成する。コンデンサ12は、ファン13による送風を受けて、効率よく蒸気を冷却、凝縮することができる。コンデンサ12の下部にはコンデンサ12において生成された液化冷媒を貯留する凝縮水タンク14が設置されている。
One end of the
第2の排出口10a2には、第2の排出通路15の一端が接続されている。第2の排出通路15の他端は凝縮水タンク14に接続されている。このような第2の排出通路15は、膨張器10から液化冷媒を凝縮水タンク14へ排出する。凝縮水タンク14内には、コンデンサ12で冷却された液化冷媒が貯留されている。膨張器10内で凝縮した液化冷媒は、凝縮水タンク14内へ排出されることにより、コンデンサ12で冷やされた液化冷媒と混合して温度が下げられる。第2の排出通路15の流路面積S2は第1の排出通路11の流路面積S1よりも小径である。すなわち、S2<S1の関係となっている。
One end of the
凝縮水タンク14の下流側には、凝縮水タンク14内に一旦貯留された液化冷媒をエンジン1側へ再循環させる冷媒回収路16が設けられている。冷媒回収路16は、冷媒循環路5の第1ウォーターポンプ6の上流側に接続されている。冷媒回収路16には第2ウォータポンプ17が配設されている。この第2ウォータポンプ17は、電気式のベーンポンプとなっている。第2ウォータポンプ17が稼動状態となると、凝縮水タンク14内の液化冷媒が冷媒循環路5へ供給される。また、第2ウォータポンプ17の下流には、冷媒の逆流を回避するための一方弁18が配設されている。以上のように、ランキンサイクルシステム100は、冷媒が循環する経路を備えている。
A
ランキンサイクルシステム100が備える第1の排出口10a1の口径D1と第2の排出口10a2の口径D2は、前記のようにD2<D1の関係を有している。また、ランキンサイクルシステム100が備える第1の排出通路11の流路面積S1と第2の排出通路15の流路面積S2は、前記のようにS2<S1の関係を有している。これらの関係の維持は、第2の排出口10a2の蒸気通過抑制に効果的である。ランキンサイクルシステム100において、膨張器10内に供給された蒸気は、極力、第1の排出口10a1から排出されることが望まれる。仮に凝縮していない気化冷媒である蒸気が第2の排出口10a2から排出されると、蒸気は、第2の排出通路15、凝縮水タンク14を通過してコンデンサ12に流入する。すなわち、コンデンサ12に対する本来の流入方向とは異なる方向から蒸気が流入する。このように、コンデンサ12に本来とは異なる方向から蒸気が流入すると、コンデンサ12の機能が損なわれる。すなわち、コンデンサ12は、上側から導入された蒸気が凝縮水タンク14に到達するまでの間に熱交換によって蒸気を冷却して凝縮し、液化冷媒を生成する。凝縮水タンク14側から高温の蒸気が流入すると、コンデンサ12の機能が損なわれることになる。また、凝縮水タンク14内の液化冷媒の温度も上昇してしまう。凝縮水タンク14内の液化冷媒は、再度、エンジン1に供給されて、エンジン1の冷却に用いられる。このため、凝縮水タンク14内の液化冷媒の温度をできるだけ低温に保っておきたいという要求もある。
As described above, the diameter D1 of the first outlet 10a1 and the diameter D2 of the second outlet 10a2 included in the
第2の排出口10a2から蒸気が排出されることを回避するために、ランキンサイクルシステム100は、以下の式(1)の関係を満足している。
Δh>ΔPto/ρg 式(1)
Δh:凝縮水タンク14内の液面高さと第2の排出通路15内の最低液面との差
ΔPto:蒸気が第1の排出通路11を通って膨張器10からコンデンサ12へ流入するときの圧力損失
ρ:液化冷媒の密度
g:重力加速度
ここで、本実施例におけるΔhは、図1及び図2に示すように、Δh=Δh1である。また、本実施例におけるΔPtoは、図1及び図2においてBで示した範囲の圧力損失としている。In order to avoid the steam being discharged from the second outlet 10a2, the
Δh> ΔPto / ρg Formula (1)
Δh: difference between the liquid level in the
Here, Δh in this embodiment is Δh = Δh1, as shown in FIGS. Further, ΔPto in the present embodiment is a pressure loss in the range indicated by B in FIGS. 1 and 2.
このような式(1)の関係を満たすことにより、蒸気が第2の排出口10a2から排出されることを回避することができる。式(1)の関係を満たすためには、Δhの値をできるだけ大きくし、ΔPtoの値をできるだけ小さく設定することが有効である。第1の排出口10a1の口径D1を大きく設定したり、第1の排出通路11の流路面積S1を大きく設定したりすることによって、ΔPtoの値を小さくすることができる。
By satisfy | filling the relationship of such Formula (1), it can avoid that a vapor | steam is discharged | emitted from the 2nd discharge port 10a2. In order to satisfy the relationship of the expression (1), it is effective to set the value of Δh as large as possible and set the value of ΔPto as small as possible. The value of ΔPto can be reduced by setting the diameter D1 of the first discharge port 10a1 large or by setting the flow path area S1 of the
一方、Δhを大きく設定するために、第2の排出通路15を図3に示すような第2の排出通路151に置き換えることができる。図3に示すように、第2の排出通路151の凝縮水タンク14への接続位置P1は、第2の排出通路151内の最低液面151aよりも上側となっている。第2の排出通路151の形状をU字状とすることによって、最低液面151aが下げられている。これにより、Δh2が確保されている。Δh2は、図3から明らかなように、第2の排出通路15を用いた場合のΔh1よりも大きい。この結果、Δh2は、式(1)の条件を満足しやすい。
On the other hand, in order to set Δh large, the
以上説明したように、本明細書開示のランキンサイクルシステムによれば、膨張器10内で生成される液化冷媒を効率的に排出することができる。この結果、膨張器10における液化冷媒の生成に起因する膨張器の劣化や破損を抑制することができる。この際、膨張器10内から液化冷媒を排出するための格別な制御装置は不要であるので、コスト面でも有利である。
As described above, according to the Rankine cycle system disclosed in this specification, the liquefied refrigerant generated in the
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。 The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope.
1…エンジン
2…排気管
3…蒸気通路
3a1…蒸気排出管
4…気液分離器
5…冷媒循環路
6…第1ウォータポンプ(W/P)
7…液化冷媒通路
8…過熱器
8a…蒸発部
8b…過熱部
9…ノズル
10…膨張器
10a…タービンケース
10b…タービン翼
11…第1の排出通路
12…コンデンサ
13…ファン
14…凝縮水タンク
15、151…第2の排出通路
16…冷媒回収路
17…第2ウォータポンプ(W/P)
18…一方弁
100…ランキンサイクルシステムDESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 ... Liquefied refrigerant path 8 ...
18 ... One-
【0002】
実現するためには制御弁を作動させるアクチュエータや、制御タイミングを設定するための温度センサ、若しくは温度を推定するためのロジックの構築等が必須となり、コスト高になる。
[0005]
そこで、本明細書開示のランキンサイクルシステムは、蒸気タービンのような膨張器における液化冷媒の生成に起因する膨張器の劣化や破損を抑制することを課題とする。
課題を解決するための手段
[0006]
かかる課題を解決するために、本明細書開示のランキンサイクルシステムは、過熱器と、前記過熱器から供給された気化冷媒である蒸気によって駆動されてエネルギ回収を行い、蒸気を排出する第1の排出口と、内部で前記蒸気が凝縮して生成された液化冷媒を排出する第2の排出口とを備えた膨張器と、前記第1の排出口に接続され、前記膨張器から前記蒸気を排出する第1の排出通路と、前記第1の排出通路を通じて前記蒸気が導入され、前記蒸気を凝縮して液化冷媒とするコンデンサと、前記コンデンサにおいて生成された液化冷媒を貯留する凝縮水タンクと、前記第2の排出口と前記凝縮水タンクとを接続し、前記膨張器から前記液化冷媒を排出する第2の排出通路と、を、備えたことを特徴としている。
[0007]
膨張器は、第2の排出口を備えることにより、膨張器が冷間状態であるときに膨張器の内部で凝縮して生成される液化冷媒を排出することができる。膨張器内から液化冷媒を排出することができれば、膨張器の駆動負荷を低減することができる。この結果、膨張器の劣化や破損を抑制することができる。
[0008]
前記第2の排出口は、前記膨張器の下部に設けられることが望ましい。膨張器の内部形状等を考慮して、液化冷媒を効率よく排出する趣旨である。通常、膨張器の下部に第2の排出口を設けることにより、液化冷媒を流出させることができる。
[0009]
前記凝縮水タンク内の液面高さは、当該液面と前記第2の排出通路内の最低液面との高さの差をΔhとし、前記蒸気が前記第1の排出通路を通って前記[0002]
In order to realize this, it is essential to construct an actuator for operating the control valve, a temperature sensor for setting the control timing, or a logic for estimating the temperature.
[0005]
Accordingly, an object of the Rankine cycle system disclosed in this specification is to suppress deterioration and breakage of an expander due to generation of a liquefied refrigerant in an expander such as a steam turbine.
Means for Solving the Problems [0006]
In order to solve such a problem, the Rankine cycle system disclosed in this specification is driven by a superheater and steam that is a vaporized refrigerant supplied from the superheater, performs energy recovery, and discharges the steam. An expander having a discharge port and a second discharge port for discharging the liquefied refrigerant generated by the condensation of the steam therein; and connected to the first discharge port, the steam from the expander A first discharge passage that discharges; a condenser in which the steam is introduced through the first discharge passage to condense the steam into a liquefied refrigerant; and a condensed water tank that stores the liquefied refrigerant generated in the condenser; And a second discharge passage for connecting the second discharge port and the condensed water tank and discharging the liquefied refrigerant from the expander.
[0007]
By providing the second discharge port, the expander can discharge the liquefied refrigerant generated by condensation inside the expander when the expander is in a cold state. If the liquefied refrigerant can be discharged from the inside of the expander, the driving load of the expander can be reduced. As a result, deterioration and breakage of the expander can be suppressed.
[0008]
The second discharge port is preferably provided at a lower portion of the expander. This is intended to efficiently discharge the liquefied refrigerant in consideration of the internal shape of the expander and the like. Usually, a liquefied refrigerant can be flowed out by providing a 2nd discharge port in the lower part of an expander.
[0009]
The liquid level in the condensed water tank has a difference in height between the liquid level and the lowest liquid level in the second discharge passage as Δh, and the steam passes through the first discharge passage and is
Claims (6)
前記過熱器から供給された気化冷媒である蒸気によって駆動されてエネルギ回収を行い、蒸気を排出する第1の排出口と、内部で前記蒸気が凝縮して生成された液化冷媒を排出する第2の排出口とを備えた膨張器と、
前記第1の排出口に接続され、前記膨張器から前記蒸気を排出する第1の排出通路と、
前記第1の排出通路を通じて前記蒸気が導入され、前記蒸気を凝縮して液化冷媒とするコンデンサと、
前記コンデンサにおいて生成された液化冷媒を貯留する凝縮水タンクと、
前記第2の排出口と前記凝縮水タンクとを接続し、前記膨張器から前記液化冷媒を排出する第2の排出通路と、
を、備えたことを特徴としたランキンサイクルシステム。A superheater,
It is driven by steam, which is a vaporized refrigerant supplied from the superheater, recovers energy, and discharges the vapor, and a second outlet that discharges the liquefied refrigerant generated by condensation of the vapor inside. An inflator with a discharge outlet of
A first discharge passage connected to the first discharge port for discharging the steam from the expander;
A condenser in which the steam is introduced through the first discharge passage, and the steam is condensed into a liquefied refrigerant;
A condensed water tank for storing the liquefied refrigerant generated in the capacitor;
A second discharge passage connecting the second discharge port and the condensed water tank, and discharging the liquefied refrigerant from the expander;
A Rankine cycle system characterized by having
Δh>ΔPto/ρg
の関係を満足することを特徴とする請求項1又は2記載のランキンサイクルシステム。The liquid level in the condensed water tank has a difference between the liquid level and the lowest liquid level in the second discharge passage as Δh, and the vapor passes through the first discharge passage and the expander. When the pressure loss when flowing into the capacitor from ΔPto, the density of the liquefied refrigerant is ρ, and the acceleration of gravity is g,
Δh> ΔPto / ρg
The Rankine cycle system according to claim 1, wherein the relationship is satisfied.
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