KR101482879B1 - Power generating apparatus and operation method thereof - Google Patents

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유타카 나루카와
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Abstract

열기관에서 발생한 동력을, 이 열기관과는 별도로 설치된 구동원의 동력과 조합하여 이용할 수 있는 동력 발생 장치에 있어서, 장치의 기동 시, 정지 시에 발생하는 문제를 회피하기 위해, 본 발명의 장치는 회전 기계에 대해 회전 구동력을 발생시키는 회전 기계 구동원 및 상기 회전 기계 구동원과 협동하여 상기 회전 기계를 구동하도록 구성된 열기관으로 이루어지고, 상기 열기관은 기화된 작동 매체를 팽창시켜 회전 구동력을 발생시키는 팽창기를 구비하고, 상기 팽창기에는 상기 팽창기의 작동 매체 입구와 작동 매체 출구를 연통하는 바이패스 배관이 설치되고, 상기 바이패스 배관에는 상기 바이패스 배관을 개폐하는 개폐 밸브가 구비되어 있다.In order to avoid a problem that occurs when starting and stopping the apparatus in a power generating apparatus capable of using power generated by a heat engine in combination with power of a drive source provided separately from the heat engine, And an expander for expanding the evaporated working medium to generate a rotational driving force, wherein the rotary machine comprises a rotary machine driving source for generating a rotary driving force for the rotary machine, and a heat engine configured to drive the rotary machine in cooperation with the rotary machine driving source, The inflator is provided with a bypass pipe communicating the working medium inlet of the inflator and the working medium outlet, and the bypass pipe is provided with an on-off valve for opening and closing the bypass pipe.

Figure R1020130108996
Figure R1020130108996

Description

동력 발생 장치 및 이 장치의 운전 방법 {POWER GENERATING APPARATUS AND OPERATION METHOD THEREOF}[0001] POWER GENERATING APPARATUS AND OPERATION METHOD THEREOF [0002]

본 발명은 열기관에서 발생한 동력을, 이 열기관과는 별도로 설치된 구동원의 동력과 조합하여 이용할 수 있는 동력 발생 장치 및 이 장치의 운전 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power generating device capable of using power generated by a heat engine in combination with power of a drive source provided separately from a heat engine and a method of operating the device.

바이너리 사이클 기관과 같은 열기관은 암모니아, 펜탄, 플론, 대체 플론 등의 저비점 매체 등의 작동 매체를 랭킨 사이클 등의 열역학 사이클에 의해 팽창, 응축함으로써, 열을 동력으로 변환하는(열 에너지를 운동 에너지로 변환함) 구성으로 되어 있다.A heat engine such as a binary cycle engine expands and condenses a working medium such as a low boiling point medium such as ammonia, pentane, flon or alternate flon by a thermodynamic cycle such as a Rankine cycle to convert heat into power Conversion).

이와 같은 열기관은 액체의 작동 매체를 기화시키는 증발기와, 작동 매체의 증기를 팽창시키는 팽창기와, 팽창기에서 사용된 기체의 작동 매체를 액체에 응축시키는 응축기와, 응축된 작동 매체를 압축하는 동시에 순환시키는 순환 펌프를 구비하고 있다. 또한, 이 팽창기의 회전 구동으로 얻어진 회전 구동력은 회전 구동축을 통해 팽창기가 수용되어 있는 하우징 밖으로 취출되어, 회전 구동축에 접속된 회전 기계(예를 들어, 발전기 등)를 회전시키기 위해 사용되도록 되어 있다.Such a heat engine comprises an evaporator for vaporizing the working medium of the liquid, an expander for expanding the vapor of the working medium, a condenser for condensing the working medium of the gas used in the expander into the liquid, And a circulation pump. Further, the rotational driving force obtained by the rotational driving of the inflator is taken out of the housing accommodating the inflator through the rotational driving shaft, and is used for rotating a rotating machine (for example, a generator or the like) connected to the rotating driving shaft.

이와 같은 열기관을 원활하게 기동시키는 방법으로서는, 예를 들어 일본 특허 출원 공개 제2008-175402호에 개시된 바와 같은 것이 이미 알려져 있다. 그 선행 기술의 냉동 사이클 장치의 운전 방법은 냉매를 순환시키기 위해 순차 접속된 압축기와, 방열기와, 팽창기와, 증발기를 구비하고, 또한 상기 방열기의 능력을 제어하는 방열기 능력 제어 수단, 또는 상기 증발기의 능력을 제어하는 증발기 능력 제어 수단을 갖고 있고, 상기 압축기의 기동 시에 있어서, 상기 방열기 능력 제어 수단 또는 상기 증발기 능력 제어 수단의 능력을, 어떤 시간, 통상 운전 시보다 저감시키도록 제어하는 기동 스텝과, 통상 운전 스텝을 갖는다.As a method for smoothly starting such a heat engine, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-175402, is already known. The operation method of the prior art refrigeration cycle apparatus includes a radiator capability control means having a compressor, a radiator, an inflator, and an evaporator sequentially connected to circulate the refrigerant and controlling the capability of the radiator, And a control step of controlling the power of the radiator capability control means or the evaporator capability control means so as to reduce the capability of the radiator capability control means or the evaporator capability control means for a certain period of time or more during normal operation, , And a normal operation step.

그런데, 상기 선행 기술의 열기관(냉동 사이클 장치)에 구비된 발전기는 열기관의 팽창기가 만들어 내는 회전 구동력을 직접 수취하여 발전을 행하는 것, 즉 「종동형의 회전 기계」이며, 당연히 팽창기로부터 회전 구동력이 얻어지지 않는 경우에는 발전기는 멈춘 상태이다.However, the generator provided in the heat engine (refrigeration cycle apparatus) of the prior art is a " driven type rotary machine " in which power is generated by directly receiving the rotary driving force generated by the inflator of the heat engine, If not, the generator is in a stopped state.

한편, 바이너리 사이클 기관과 같은 열기관에서 회전 구동력을 발생시켜, 얻어진 회전 구동력을 「열기관과는 별도로 설치된 구동원의 동력을 보충하기」 위한 보조 동력으로서 이용하는 것이 제안되어 있다. 예를 들어, 모터 구동에 의해 구동되는 가스 압축기를 상정한다. 이 가스 압축기는 스스로 기동ㆍ운전 가능한 「주동형의 회전 기계」이며, 이러한 가스 압축기에 대해 열기관의 회전 구동력을 보조적으로 부여하는 시스템을 생각한다.On the other hand, it has been proposed to generate a rotational driving force in a heat engine such as a binary cycle engine and use the obtained rotational driving force as an auxiliary power for " replenishing the power of the driving source provided separately from the heat engine ". For example, assume a gas compressor driven by motor drive. This gas compressor is a " main rotating machine " that can be started and operated by itself, and a system for supplementing the rotational driving force of the heat engine to such a gas compressor is considered.

그 경우, 이 시스템의 기동 시에, 예를 들어, 이하에 서술하는 바와 같은 문제가 발생하는 것이 생각된다.In this case, for example, a problem described below may occur when the system is started.

즉, 주동형의 회전 기계인 가스 압축기의 모터를 기동시키는 동시에, 열기관도 기동시킨다. 이때, 열기관은 정상 운전 상태가 아니므로, 팽창기로부터의 회전 동력을 보조 동력으로서 모터에 부여할 수 없을 뿐만 아니라, 반대로, 가스 압축기의 모터가 팽창기를 회전시키게 되어, 시스템 전체의 구동이 매우 지연될 가능성이 있다. 또한, 이 상황 하에서는, 팽창기로 유입되는 작동 매체는 액체이고, 팽창기의 회전 부하는 과대한 것으로 되어, 팽창기의 파손까지 초래하기 쉽다.That is, the motor of the gas compressor which is the main rotating machine is started, and the heat engine is also started. At this time, since the heat engine is not in the normal operation state, not only the rotational power from the inflator can not be applied to the motor as auxiliary power but also the motor of the gas compressor rotates the inflator, There is a possibility. Further, under this situation, the working medium flowing into the inflator is liquid, and the rotational load of the inflator becomes excessive, which tends to cause the inflator to break down.

이러한 문제는 매우 중대한 문제이고, 상기 선행 기술을 갖고도 해결은 할 수 없다.Such a problem is a very serious problem and can not be solved even with the above prior art.

왜냐하면, 상기 선행 기술의 열기관은 당해 열기관과는 별도로 설치된 구동원의 동력을 보충하기 위한 보조 동력을 발생하는 것이 아니라, 애당초 시스템 구성이 다르기 때문이다. 또한, 그 운전 방법은, 「팽창기가 구동하지 않은 상태에서 순환 펌프(압축기와 기재)가 계속해서 운전하여, 순환 펌프의 부하가 커지는」 등의 「열기관 내에서 발생하는 문제」를 해결하는 것이고, 본원 발명이 문제로 하는 열기관과 그것에 연결된 주동형의 회전 기계로 구성된 시스템에 의한 기동 시의 문제를 해결하는 것으로는 되어 있지 않다.This is because the prior art heat engine does not generate the auxiliary power for supplementing the power of the drive source installed separately from the heat engine, but the system configuration is different at first. In addition, the operation method solves a problem in " a problem occurring in a heat engine " such as " the circulation pump (the compressor and the base) continuously operates in the state that the expander is not driven, The present invention is not intended to solve the problem in starting by a system composed of a heat engine and a main rotating machine connected thereto.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 열기관에서 발생한 동력을, 이 열기관과는 별도로 설치된 구동원의 동력과 조합하여 이용할 수 있는 동력 발생 장치에 관한 것으로, 장치의 기동 시, 정지 시 등에 발생하는 문제를 확실하게 회피할 수 있는 동력 발생 장치 및 이 장치의 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a power generating device capable of using power generated in a heat engine in combination with power of a drive source provided separately from a heat engine, And to provide a driving method of the apparatus.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 있어서는 이하의 기술적 수단을 강구하였다.Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the following technical means are devised in the present invention.

본 발명의 동력 발생 장치는, 회전 기계에 대해 회전 구동력을 발생시키는 회전 기계 구동원 및 상기 회전 기계 구동원과 협동하여 상기 회전 기계를 구동하도록 구성된 열기관으로 이루어지고, 여기서, 상기 열기관은 기화된 작동 매체를 팽창시켜 회전 구동력을 발생시키는 팽창기를 구비하고, 상기 팽창기에는 상기 팽창기의 작동 매체 입구와 작동 매체 출구를 연통하는 바이패스 배관이 설치되고, 상기 바이패스 배관에는 상기 바이패스 배관을 개폐하는 개폐 밸브가 구비되어 있다.The power generating apparatus of the present invention comprises a rotary machine drive source for generating a rotary drive force for a rotary machine and a heat engine configured to drive the rotary machine in cooperation with the rotary machine drive source, And a bypass pipe for communicating the working medium inlet of the inflator with the working medium outlet is provided in the inflator, and the bypass pipe is provided with an opening / closing valve for opening / closing the bypass pipe Respectively.

상기 구성에 따르면, 상기 회전 기계의 기동 시 혹은 정지시 등에 상기 개폐 밸브를 일시적으로 개방으로 함으로써, 장치의 기동 시 혹은 정지 시 등에 발생하는 문제를 확실하게 회피할 수 있다.According to the above configuration, the opening / closing valve is temporarily opened, for example, when the rotating machine is started or stopped, thereby making it possible to reliably avoid a problem that occurs when starting or stopping the apparatus.

상기 구성의 동력 발생 장치에 있어서, 상기 동력 발생 장치는 상기 개폐 밸브의 개폐를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 회전 기계 구동원 및 상기 열기관을 기동할 때에, 상기 개폐 밸브를 개방하여, 작동 매체를 상기 바이패스 배관에 유입시키도록 한 후, 상기 회전 기계 구동원을 기동시켜, 상기 팽창기로 유입되는 작동 매체가 기화되었다고 판단되었을 때에 상기 개폐 밸브를 폐쇄하도록 제어할 수 있다.In the power generation device having the above-described configuration, the power generation device includes a control device for controlling opening and closing of the open / close valve, and the control device opens the open / close valve when starting the rotary machine drive source and the heat engine , The control device may control the control device to start the rotary machine drive source and to close the opening / closing valve when it is determined that the working medium flowing into the inflator is vaporized after the working medium is introduced into the bypass pipe.

상기 구성의 동력 발생 장치에 있어서, 상기 동력 발생 장치는 상기 팽창기의 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출기를 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 흡입 압력 검출기에서 검출된 압력값이 소정의 압력값 이상으로 되었을 때에, 상기 팽창기로 유입되는 작동 매체가 기화되었다고 판단해도 된다.In the power generation device of the above configuration, the power generation device may include a suction pressure detector for detecting a suction pressure of the inflator, and the control device may be configured such that when the pressure value detected by the suction pressure detector is equal to or higher than a predetermined pressure value , It may be determined that the working medium flowing into the inflator is vaporized.

혹은, 상기 구성의 동력 발생 장치에 있어서, 상기 동력 발생 장치는 상기 팽창기의 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출기 및 상기 팽창기의 토출 압력을 검출하는 토출 압력 검출기를 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 흡입 압력 검출기에서 검출된 압력값과 상기 토출 압력 검출기에서 검출된 압력값의 차가 소정의 값 이상으로 되었을 때에, 상기 팽창기로 유입되는 작동 매체가 기화되었다고 판단해도 된다.Alternatively, in the power generation apparatus of the above configuration, the power generation device may include a suction pressure detector for detecting a suction pressure of the inflator and a discharge pressure detector for detecting a discharge pressure of the inflator, When the difference between the pressure value detected by the detector and the pressure value detected by the discharge pressure detector becomes a predetermined value or more, it may be determined that the working medium flowing into the inflator has evaporated.

혹은, 상기 구성의 동력 발생 장치에 있어서, 상기 회전 기계가 가스 압축기이고, 상기 동력 발생 장치는 상기 가스 압축기의 배출 가스 온도를 검출하는 온도 검출기를 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 온도 검출기에서 검출된 온도값이 소정의 온도값 이상으로 되었을 때에, 상기 팽창기로 유입되는 작동 매체가 기화되었다고 판단해도 된다.Alternatively, in the power generation apparatus of the above configuration, the rotary machine is a gas compressor, and the power generation device includes a temperature detector for detecting the temperature of the exhaust gas of the gas compressor, It may be determined that the working medium flowing into the inflator is vaporized when the temperature value becomes equal to or higher than the predetermined temperature value.

혹은, 상기 구성의 동력 발생 장치에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 회전 기계 구동원이 기동된 후의 경과 시간을 측정하는 시간 측정기를 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 시간 측정기에서 검출된 경과 시간이 소정의 시간 이상으로 되었을 때에, 상기 팽창기로 유입되는 작동 매체가 기화되었다고 판단한다.Alternatively, in the power generation apparatus of the above-described configuration, the control device may include a time measuring device for measuring the elapsed time after the rotary machine driving source is started, and the control device may be configured to determine whether the elapsed time detected by the time measuring device is a predetermined time , It is determined that the working medium flowing into the inflator is vaporized.

또한, 상기 구성의 동력 발생 장치에 있어서, 상기 동력 발생 장치는 상기 개폐 밸브의 개폐를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 회전 기계 구동원 및 상기 열기관을 정지할 때에, 상기 개폐 밸브를 개방하여, 작동 매체를 상기 바이패스 배관에 유입시켜 상기 팽창기의 구동을 정지시키도록 제어할 수 있다.Further, in the power generation apparatus of the above configuration, the power generation device may include a control device for controlling opening and closing of the open / close valve, and when the rotating machine driving source and the heat engine are stopped, So that the operation medium can be flowed into the bypass pipe and the driving of the inflator can be stopped.

또한, 상기 구성의 동력 발생 장치에 있어서, 상기 동력 발생 장치는 상기 개폐 밸브의 개폐를 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 회전 기계 구동원 및 상기 열기관이 정상 운전을 하고 있는 상황 하에서, 상기 회전 기계 구동원이 정지했을 때에, 상기 개폐 밸브를 개방하여, 작동 매체를 상기 바이패스 배관에 유입시켜 상기 팽창기의 구동을 정지시키도록 제어할 수 있다.In addition, in the power generating apparatus of the above configuration, the power generation device may include a control device for controlling the opening and closing of the opening / closing valve, and the control device may control the opening / When the rotary machine driving source is stopped, the opening / closing valve is opened to allow the working medium to flow into the bypass pipe so as to stop the driving of the inflator.

또한, 상기 구성의 동력 발생 장치에 있어서, 상기 회전 기계는 공급된 가스를 고압으로 압축하는 압축기이고, 상기 회전 기계 구동원이 모터이고, 상기 압축기에서 생성된 고압 가스가 갖는 열을 상기 열기관의 증발기에 있어서의 작동 매체로의 열원으로서 사용해도 된다.In the power generating apparatus of the above configuration, the rotary machine is a compressor for compressing the supplied gas to a high pressure, the rotary machine driving source is a motor, and the heat of the high-pressure gas generated in the compressor is supplied to the evaporator And may be used as a heat source to the working medium.

또한, 상기 구성의 동력 발생 장치에 있어서, 상기 회전 기계 구동원이 증기로 이루어지는 가열 매체가 팽창함으로써 동력을 발생시키는 제2 팽창기이고, 상기 열기관의 증발기는 상기 제2 팽창기에서 팽창한 가열 매체로 상기 작동 매체를 가열하여 기화시키도록 해도 된다.In the power generating apparatus of the above configuration, the rotary machine driving source is a second inflator for generating a power by expanding the heating medium made of steam, and the evaporator of the heat engine is operated by the heating medium expanded in the second inflator The medium may be heated and vaporized.

이 형태에서는, 증발기에 도입되기 전의 가열 매체가 제2 팽창기에서 팽창하므로, 증발기에 도입될 때의 가열 매체의 압력이 종래의 구성에 비해 낮아진다. 이로 인해, 증발기의 구성 부재에 발생하는 응력 변형을 저감시킬 수 있어, 증발기의 부담을 경감시킬 수 있다. 또한, 제2 팽창기가, 회전기의 로터부가 설치된 회전축에 접속되어 있으므로, 제2 팽창기에 있어서, 가열 매체의 에너지를 로터부의 구동 에너지로서 취출할 수 있다. 따라서, 가열 매체의 에너지를 낭비 없이 이용할 수 있으므로, 회전기 구동 시스템으로서의 성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 제2 팽창기에 있어서 가열 매체의 압력을 이용하는 한편, 압력이 저감된 가열 매체의 온도를 증발기에 있어서 이용하는 구성으로 되어 있다. 따라서, 가열 매체가 갖는 에너지를 종래보다도 효율적으로 이용할 수 있다.In this configuration, since the heating medium before being introduced into the evaporator expands in the second expander, the pressure of the heating medium when introduced into the evaporator becomes lower than that in the conventional configuration. Therefore, the stress deformation occurring in the constituent members of the evaporator can be reduced, and the burden on the evaporator can be reduced. Further, since the second inflator is connected to the rotating shaft provided with the rotor portion of the rotating machine, the energy of the heating medium can be taken out as the driving energy of the rotor portion in the second inflator. Therefore, since the energy of the heating medium can be utilized without waste, the performance as the rotating machine driving system can be improved. That is, the pressure of the heating medium in the second inflator is used, and the temperature of the heating medium in which the pressure is reduced is used in the evaporator. Therefore, the energy possessed by the heating medium can be utilized more efficiently than before.

또한, 상기 구성의 동력 발생 장치에 있어서, 상기 열기관의 회전축에 접속된 제1 축부와, 상기 제2 팽창기의 회전축에 접속된 제2 축부와, 상기 제1 축부와 상기 제2 축부를 구동력이 전달하도록 결합하는 결합부를 갖고, 상기 결합부는 상기 제1 축부와 상기 제2 축부 사이에서 회전수를 변환하는 증감속 기구로 이루어지도록 해도 된다.In addition, in the power generator of the above configuration, it is preferable that the power generating device further includes a first shaft portion connected to the rotary shaft of the heat engine, a second shaft portion connected to the rotation shaft of the second inflator, and a second shaft portion connected to the first shaft portion and the second shaft portion, And the engaging portion may be composed of an increasing and decreasing mechanism for changing the number of revolutions between the first shaft portion and the second shaft portion.

또한, 상기 구성의 동력 발생 장치에 있어서, 상기 제2 팽창기의 회전축의 베어링에는 상기 열기관의 응축기에 사용된 물, 또는 상기 열기관의 증발기에 있어서 상기 증기로부터 응축한 물이, 윤활제로서 공급되도록 해도 된다.In the power generator of the above configuration, water used as the condenser of the heat engine or water condensed from the steam in the evaporator of the heat engine may be supplied as a lubricant to the bearing of the rotary shaft of the second inflator .

또한, 상기 구성의 동력 발생 장치에 있어서, 상기 열기관의 회전축에 접속된 제1 축부와, 상기 회전 기계 구동원의 회전축에 접속된 제2 축부와, 상기 제1 축부와 상기 제2 축부를 구동력이 전달하도록 결합하는 결합부를 갖고, 상기 제1 축부 및 상기 제2 축부의 적어도 한쪽은 밀폐체 내에 수용되어 있고, 상기 결합부는 상기 제1 축부와 상기 제2 축부를 자기적으로 결합하는 자기 커플링으로 이루어지도록 해도 된다.The power generating apparatus of the above configuration may further include a first shaft portion connected to the rotary shaft of the heat engine, a second shaft portion connected to the rotary shaft of the rotary machine drive source, and a second shaft portion connected to the first shaft portion and the second shaft portion, Wherein at least one of the first shaft portion and the second shaft portion is accommodated in an enclosure, and the engaging portion is a magnetic coupling for magnetically coupling the first shaft portion and the second shaft portion .

또한, 본 발명은 상기 구성의 동력 발생 장치의 운전 방법이며, 상기 열기관 및 상기 회전 기계 구동원을 기동할 때에는, 상기 개폐 밸브를 개방하여, 상기 작동 매체를 상기 바이패스 배관에 유입시키도록 한 후, 상기 열기관 및 상기 회전 기계 구동원을 기동시켜, 상기 팽창기로 유입되는 작동 매체가 기화되었다고 판단되면, 상기 바이패스 배관의 개폐 밸브를 폐쇄하고, 상기 열기관 및 상기 회전 기계 구동원을 정지할 때에는, 상기 개폐 밸브를 개방하여, 상기 작동 매체를 상기 바이패스 배관에 유입시켜 상기 팽창기의 구동을 정지한다.Further, according to the present invention, there is provided a method of operating a power generation apparatus having the above-described configuration, wherein when the heat engine and the rotary machine drive source are started, the opening / closing valve is opened to allow the working medium to flow into the bypass pipe, Closing valve of the bypass pipe is closed and the heat pipe and the rotary machine driving source are stopped when it is determined that the operating medium flowing into the inflator has been vaporized by starting the heat engine and the rotary machine drive source, And the operation medium is introduced into the bypass pipe to stop the driving of the inflator.

혹은, 상기 구성의 동력 발생 장치의 운전 방법이며, 상기 회전 기계 구동원이 정상 운전을 하고 있는 상황 하에서, 상기 회전 기계 구동원이 정지했을 때에는, 상기 개폐 밸브를 개방하여 상기 작동 매체를 상기 바이패스 배관에 유입시켜 상기 팽창기의 구동을 정지한다.Alternatively, under the condition that the rotating machine driving source is in a normal operation, when the rotating machine driving source is stopped, the opening / closing valve is opened to connect the working medium to the bypass pipe And the driving of the inflator is stopped.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 동력 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 제1 실시 형태의 동력 발생 장치에 설치된 자기 커플링을 도시하는 사시도.
도 3은 제1 실시 형태의 동력 발생 장치의 운전 방법을 도시한 흐름도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 동력 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 동력 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 동력 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 동력 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 동력 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 동력 발생 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view schematically showing a configuration of a power generation device according to a first embodiment of the present invention. Fig.
2 is a perspective view showing a magnetic coupling provided in the power generating device of the first embodiment;
3 is a flowchart showing a driving method of the power generation device of the first embodiment;
4 is a view schematically showing a configuration of a power generation device according to a second embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing a configuration of a power generation device according to a third embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing the configuration of a power generation device according to a fourth embodiment of the present invention;
7 is a view schematically showing a configuration of a power generation device according to a fifth embodiment of the present invention.
8 is a view schematically showing a configuration of a power generation device according to a sixth embodiment of the present invention.
9 is a view schematically showing a configuration of a power generation device according to a seventh embodiment of the present invention.

[제1 실시 형태][First Embodiment]

이하, 본 발명에 관한 동력 발생 장치(100)의 제1 실시 형태를, 도면에 기초하여 설명한다.Hereinafter, a first embodiment of the power generating apparatus 100 according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1에 도시한 바와 같이, 제1 실시 형태의 동력 발생 장치(100)는 보조 동력 발생 장치(1)와 회전 기계(11)를 구동하는 모터(53)의 2개의 동력 발생원을 갖는다. 보조 동력 발생 장치(1)는 작동 매체(T)의 증기의 팽창에 의해 회전 구동하는 구동부(2)[본 실시 형태에 있어서는 스크류 로터(2)]를 갖는 팽창기(3)를 구비한 열기관(4)과, 이 팽창기(3)에서 발생하는 회전 구동력을 팽창기(3)가 수용된 하우징(5)의 외부로 취출하는 동력 전달축(6)을 갖는 것이다.As shown in Fig. 1, the power generation apparatus 100 of the first embodiment has two power generation sources, that is, the auxiliary power generation device 1 and the motor 53 that drives the rotating machine 11. Fig. The auxiliary power generating device 1 includes a heat engine 4 having an inflator 3 having a drive portion 2 (a screw rotor 2 in this embodiment) rotationally driven by the expansion of the steam of the working medium T And a power transmitting shaft 6 for taking out the rotational driving force generated in the inflator 3 to the outside of the housing 5 in which the inflator 3 is accommodated.

이 하우징(5)은 격벽(7)으로 둘러싸인 내부에 팽창기(3)의 구동부(2)를 수용하고 있다. 동력 전달축(6)은 격벽(7)을 사이에 개재하여 하우징(5) 내에 위치하는 구동축(8)과 하우징(5) 외에 위치하는 종동축(9)으로 분단되어 있다. 또한 분단된 동력 전달축(6), 즉 구동축(8)과 종동축(9)에는 팽창기(3)의 회전 구동력을 하우징(5)의 외부로 전달하기 위해 자기 커플링(10)이 설치되어 있다.The housing (5) houses the driving part (2) of the inflator (3) inside the partition (7). The power transmission shaft 6 is divided into a drive shaft 8 located in the housing 5 and a driven shaft 9 located outside the housing 5 with the partition 7 interposed therebetween. A magnetic coupling 10 is provided in the divided power transmission shaft 6, that is, the driving shaft 8 and the driven shaft 9 for transmitting rotational driving force of the inflator 3 to the outside of the housing 5 .

이와 같이, 보조 동력 발생 장치(1)는 구동축(8) 및 종동축(9)으로 이루어지는 동력 전달축(6)과 자기 커플링(10)으로 구성되어 있고, 동력 전달축(6)에 의해 회전 구동력을 하우징(5)의 외부로 전달하는 동시에 열기관(4)과는 별도로 설치된 회전 기계(11)로 보내어, 이 회전 기계(11)의 보조 동력으로서 이용하는 구성으로 되어 있다.As described above, the auxiliary power generation apparatus 1 is constituted by the power transmission shaft 6 and the magnetic coupling 10 which are constituted by the drive shaft 8 and the driven shaft 9, and is rotated by the power transmission shaft 6 The driving force is transmitted to the outside of the housing 5 and sent to the rotary machine 11 provided separately from the heat engine 4 so as to be used as an auxiliary power for the rotary machine 11. [

본 발명은 상기한 보조 동력 발생 장치(1)를 기동하거나, 정지할 때에 발생하는 문제를 회피 가능한 기술에 관한 것이지만, 그것에 앞서, 보조 동력 발생 장치(1), 이 보조 동력 발생 장치(1)가 동력 보조하는 회전 기계(11)에 대해 설명을 행한다.The present invention relates to a technique capable of avoiding a problem that occurs when starting or stopping the auxiliary power generation device 1 described above. Prior to this, the auxiliary power generation device 1, the auxiliary power generation device 1, The power assisted rotating machine 11 will be described.

우선, 동력 발생 장치(1)가 보조 동력을 공급하는 대상인 회전 기계(11)에 대해 상세하게 설명한다.First, the rotating machine 11 to which the power generating device 1 is supplied with the auxiliary power will be described in detail.

제1 실시 형태의 회전 기계(11)로서는, 공급된 가스(V)를 고압으로 압축하는 「가스 압축기」를 채용하고 있다.As the rotary machine 11 of the first embodiment, a "gas compressor" for compressing the supplied gas (V) at a high pressure is employed.

도 1에 도시한 바와 같이, 가스 압축기(50)는 축 직렬로 접속한 복수의 압축 수단[1단째의 압축 수단(51), 2단째의 압축 수단(52)]과, 이 복수의 압축 수단을 구동시키는 모터(53)를 구비하고, 또한 윤활유를 사용하지 않는 오일 프리식 다단 가스 압축기로 되어 있다. 구동력을 발생하는 모터(53)는 전동 모터이다. 이와 같은 가스 압축기(50)에서는 외부로부터 도입된 가스(V)가, 1단째의 압축 수단에서 단열 압축되어 고압의 가스(V)로 되어, 2단째의 압축 수단으로 보내진다. 보내진 고압의 가스(V)는 2단째의 압축 수단에서 더욱 단열 압축되어 고압의 가스(V)로 된다. 이때, 생성된 가스(V)는 승온되어 다량의 열을 갖게 된다. 이와 같이 생성된 고압의 가스(V)는 쿨러(54) 등의 냉각 장치에 의해 사용 목적에 따라서 필요한 온도까지 냉각된다.1, the gas compressor 50 includes a plurality of compression means (first-stage compression means 51 and second-stage compression means 52) connected in series in an axial direction, and a plurality of compression means And an oil-free multistage gas compressor that does not use lubricating oil. The motor 53 that generates the driving force is an electric motor. In the gas compressor (50), the gas (V) introduced from the outside is adiabatically compressed by the first-stage compression means to become the high-pressure gas (V) and is sent to the second-stage compression means. The high-pressure gas (V) sent is further adiabatically compressed by the second-stage compression means to become high-pressure gas (V). At this time, the generated gas V is heated to have a large amount of heat. The high-pressure gas V thus generated is cooled to a required temperature by the cooling device such as the cooler 54 according to the purpose of use.

이상 서술한 가스 압축기(50)[회전 기계(11)]는 1개의 컴포넌트로서, 사용자에게 공급되어 있는 것이며, 모터(53)를 갖고, 그 단일 부재로 가동 가능한 것이다(주동형의 회전 기계). 본 실시 형태의 보조 동력 발생 장치(1)는 이 가스 압축기(50)에 부가적으로 설치되어, 가스 압축기(50)에 대해 동력 어시스트를 행하는 것으로 되어 있다.The gas compressor 50 (the rotating machine 11) described above is a single component, which is supplied to the user and has a motor 53 and is movable by the single member (a main rotating machine). The auxiliary power generation apparatus 1 of the present embodiment is additionally provided in the gas compressor 50 to perform power assist to the gas compressor 50. [

한편, 제1 실시 형태의 보조 동력 발생 장치(1)에 구비된 열기관(4)을 상세하게 설명한다.On the other hand, the heat engine 4 provided in the auxiliary power generation device 1 of the first embodiment will be described in detail.

제1 실시 형태의 보조 동력 발생 장치(1)에 구비된 열기관(4)으로서, 바이너리 사이클 기관을 예시한다.As a heat engine 4 provided in the auxiliary power generation device 1 of the first embodiment, a binary cycle engine is exemplified.

도 1에 도시한 바와 같이, 바이너리 사이클 기관(4)은 액체의 작동 매체(T)를 증발시키는 증발기(13)와, 이 증발기(13)에서 증발한 작동 매체(T)의 증기를 팽창시켜 구동부(2)[예를 들어, 후술하는 스크류 로터(2)]를 회전 구동시키는 팽창기(3)와, 이 팽창기(3)에서 팽창된 작동 매체(T)의 증기를 응축시켜 액체의 작동 매체(T)로 변화시키는 응축기(12)와, 이 응축기(12)에서 응축된 액체의 작동 매체(T)를 증발기(13)로 압송함으로써 작동 매체(T)를 순환시키는 매체 순환 펌프(14)를 폐쇄 루프 형상으로 접속된 순환 배관 상에 구비하고 있다.1, the binary cycle engine 4 includes an evaporator 13 for evaporating a liquid working medium T, and an evaporator 13 for expanding the vapor of the working medium T evaporated in the evaporator 13, (3) for rotating the compressor (2) (for example, a screw rotor (2) to be described later), and a condenser for condensing the vapor of the working medium (T) expanded in the expander And a medium circulation pump 14 for circulating the working medium T by pressurizing the working medium T of the liquid condensed in the condenser 12 to the evaporator 13, Shaped pipe connected to the circulation pipe.

팽창기(3)는 팽창되기 전후의 증기의 압력차를 이용하여 회전 구동하는 스크류 로터(2)[구동부(2)]를 갖고 있다. 스크류 로터(2)는 구동축(8)을 중심으로 회전 가능하게 되어 있고, 발생한 회전 구동력을 구동축(8)을 통해 이 구동축(8)에 접속된 자기 커플링(10)으로 전달 가능하게 되어 있다.The inflator (3) has a screw rotor (2) (drive part (2)) for rotationally driving by using the pressure difference of steam before and after expansion. The screw rotor 2 is rotatable about the drive shaft 8 and is capable of transmitting the generated rotational drive force to the magnetic coupling 10 connected to the drive shaft 8 through the drive shaft 8. [

팽창기(3)의 스크류 로터(구동부)(2)의 주위에는 하우징(5)[격벽(7)]이 설치되어 있고, 이 하우징(5)에 의해 내부와 외부를 기밀적으로 격리할 수 있도록 되어 있다. 이 기밀적으로 격리된 하우징(5)의 내부에는 스크류 로터(2)와 함께 바이너리 사이클 기관(4)에서 사용되는 저비점 매체의 작동 매체(T)가 수용되어 있다.A housing 5 (partition wall 7) is provided around the screw rotor (driving portion) 2 of the inflator 3 so that the inside and the outside can be airtightly isolated by the housing 5 have. In the hermetically isolated housing 5, a working medium T of a low boiling point medium used in the binary cycle engine 4 is accommodated together with the screw rotor 2.

상술한 팽창기(3)와 가스 압축기(50) 사이에는 팽창기(3)의 스크류 로터(2)에서 생기한 회전 구동력을 가스 압축기(50)로 전달하는 동력 전달 수단이 배치되어 있다.Between the inflator 3 and the gas compressor 50 is disposed a power transmission means for transmitting the rotational driving force generated by the screw rotor 2 of the inflator 3 to the gas compressor 50.

동력 전달 수단은 격벽(7)을 사이에 개재하여 구동축(8)과 종동축(9)으로 분단된 동력 전달축(6)과, 또한 격벽(7)을 개재하여 하우징(5)의 내외로 나뉘어져 있는 이들 양 축을 자기적으로 연결하는 자기 커플링(10)(도 2 참조)을 구비하고 있고, 이들 동력 전달축(6)과 자기 커플링(10)을 갖는 동력 전달 경로(15)를 구비하고 있다.The power transmission means is divided into a power transmitting shaft 6 which is divided by a drive shaft 8 and a driven shaft 9 with a partition 7 interposed therebetween and the inside and outside of the housing 5 via a partition wall 7 (See Fig. 2) for magnetically connecting these two shafts. The power transmission path 15 having the power transmission shaft 6 and the magnetic coupling 10 is provided have.

그리고, 자기 커플링(10)을 통해 취출된 회전 구동력을 상술한 바이너리 사이클 기관(4)과는 별도로 설치된 구동원(16)의 동력으로 구동하는 가스 압축기(50)로 보내어, 이 가스 압축기(50)를 구동하기 위한 보조 동력에 사용하고 있다.The rotary driving force taken out through the magnetic coupling 10 is sent to a gas compressor 50 which is driven by the power of a driving source 16 provided separately from the above-mentioned binary cycle engine 4. The gas compressor 50, Is used as an auxiliary power for driving the vehicle.

또한, 자기 커플링(10)을 통해 취출된 회전 구동력이 전달되는 동력 전달 경로(15)에는 동력 전달축(6)의 회전 속도를 변속하는 동시에, 보조 동력을 하류측으로 전달하는 변속기(17)와, 가스 압축기(50)로의 보조 동력의 전달 상태를 제어하는 클러치 기구(18)가 설치되어 있다.The power transmission path 15 through which the rotational driving force taken out through the magnetic coupling 10 is transmitted is provided with a transmission 17 for shifting the rotational speed of the power transmission shaft 6 and transmitting the auxiliary power to the downstream side , And a clutch mechanism (18) for controlling the delivery state of the auxiliary power to the gas compressor (50).

다음에, 보조 동력 발생 장치(1)를 구성하는 동력 전달축(6), 자기 커플링(10)에 대해 설명한다.Next, the power transmission shaft 6 and the magnetic coupling 10 constituting the auxiliary power generating device 1 will be described.

도 1에 도시한 바와 같이, 동력 전달축(6)은 하우징(5)의 격벽(7)을 개재하여, 구동축(8)과 종동축(9)으로 분단되어 있다. 동력 전달축(6)의 하나인 구동축(8)은 팽창기(3)의 스크류 로터(2)의 회전 축심을 따라서 배치된 회전축이다. 구동축(8)의 일단부(도 1의 우측)는 팽창기(3)의 구동부(2)인 스크류 로터(2)에 연결되어 있고, 타단부(도 1의 좌측)는 격벽(7)의 근방까지 연신되어 있고, 이 타단부측의 선단에는 구동측 자석이 장착된 자기 커플링(10)의 외통체(20)가 설치되어 있다.1, the power transmitting shaft 6 is divided into a driving shaft 8 and a driven shaft 9 via a partition wall 7 of the housing 5. As shown in Fig. The driving shaft 8, which is one of the power transmitting shafts 6, is a rotating shaft arranged along the rotational axis of the screw rotor 2 of the inflator 3. [ 1) of the drive shaft 8 is connected to the screw rotor 2 which is the drive unit 2 of the inflator 3 and the other end of the drive shaft 8 is connected to the vicinity of the partition 7 And the outer cylinder 20 of the magnetic coupling 10 to which the driving magnet is mounted is provided at the tip of the other end.

한편, 동력 전달축(6)의 하나인 종동축(9)은 구동축(8)과 동축의 방향을 따라서 배치된 회전 가능한 축이다. 종동축(9)의 일단부(도 1의 우측)는 팽창기(3)측을 향해 연신되어 있고, 이 일단부에는 종동측 자석이 장착된 내부 삽입체(22)가 설치되어 있고, 타단부(도 1의 좌측)는 후술하는 변속기(17)에 접속되어 있다.On the other hand, the driven shaft 9, which is one of the power transmission shafts 6, is a rotatable shaft disposed along the direction coaxial with the drive shaft 8. [ One end (right side in Fig. 1) of the driven shaft 9 is extended toward the inflator 3. One end of the inner shaft 22 is provided with an inner insert 22 fitted with a servomotor magnet, and the other end 1) is connected to the transmission 17, which will be described later.

도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 자기 커플링(10)은 구동축(8)에 설치된 외통체(20)와, 종동축(9)에 설치된 내부 삽입체(22)로 구성되어 있다.1 and 2, the magnetic coupling 10 is composed of an outer cylinder 20 provided on the drive shaft 8 and an inner insert 22 provided on the driven shaft 9. As shown in FIG.

외통체(20)는 가스 압축기(50)측[반스크류 로터(2)측]을 향해 개방되는 바닥이 있는 원통 형상의 부재이고, 비자성체로 형성되어 있다. 외통체(20)에는 구동축(8)이 동축 형상으로 연결되어 있고, 또한 그 원통 형상으로 형성된 부분에는 서로 대향하도록, 둘레 방향으로 이격되어 배치된 2개의 구동측 자석이 설치되어 있다.The outer cylinder 20 is a bottomed cylindrical member opened toward the gas compressor 50 side (the side of the semi-screw rotor 2) and is formed of a non-magnetic material. The drive shaft 8 is coaxially connected to the outer cylinder 20, and two cylinders-shaped portions of the drive magnet are arranged so as to be opposed to each other in the circumferential direction.

내부 삽입체(22)는 원기둥체이고, 외통체(20)와 마찬가지로 비자성체로 형성되어 있다. 내부 삽입체(22)는 외통체(20)의 내측에 헐겁게 삽입 가능하게 되어 있고, 내부 삽입체(22)의 외주면[외통체(20)의 내측에 삽입되는 부분의 외주면]에는 구동측 자석(25)에 따른 수의 종동측 자석(26)이 설치되어 있다. 또한, 자기 커플링의 구동측 자석(25) 및 종동측 자석(26) 각각의 자석의 수도 2개로 한정되지 않고, 그 이상이어도 된다.The inner insert body 22 is a cylindrical body and is formed of a non-magnetic material like the outer cylinder 20. The inner insert body 22 is loosely inserted into the outer cylinder 20 and the outer circumferential face of the inner insert body 22 (the outer circumferential face of the portion inserted into the inside of the outer cylinder 20) 25) are provided on the outer circumferential surface of the rotor. Further, the number of magnets of each of the drive-side magnet 25 and the driven-side magnet 26 of the magnetic coupling is not limited to two and may be more than two.

이들 구동측 자석(25)과 종동측 자석(26)은 서로 다른 자극을 대면시키도록 하여 배치되어 있고, 양 자석(25, 26) 사이에 격벽(7)을 투과하여 자기적인 인력이 유기되도록 되어 있어, 구동축(8)의 회전 구동력을 종동축(9)으로 전달할 수 있도록 되어 있다.The driving magnet 25 and the driven magnet 26 are arranged so that different magnetic poles face each other and the magnetic attraction is transmitted through the partition wall 7 between the magnets 25 and 26 So that the rotational driving force of the drive shaft 8 can be transmitted to the driven shaft 9.

본 발명의 보조 동력 발생 장치(1)의 구성에 대해 순서대로 설명해 왔지만, 다음에, 바이너리 사이클 기관(4)에 구비되어 있는 증발기(13)에 대해 설명한다.The structure of the auxiliary power generation device 1 of the present invention has been described in order. Next, the evaporator 13 provided in the binary cycle engine 4 will be described.

제1 실시 형태의 바이너리 사이클 기관(4)에 구비된 증발기(13)는 가스 압축기(50)에서 발생한 열량을, 작동 매체(T)를 기화시키는 열원으로서 이용할 수 있도록 하기 위해, 매체 순환 펌프(14)의 하류측에 2개 이상[도 1에서는 제1 증발기(56), 제2 증발기(57)] 구비되어 있다.The evaporator 13 provided in the binary cycle engine 4 of the first embodiment is provided with a circulation pump 14 for circulating the refrigerant generated in the gas compressor 50 to the circulation pump 14 (In FIG. 1, the first evaporator 56 and the second evaporator 57) are provided on the downstream side of the evaporator (not shown).

이들 제1 증발기(56) 및 제2 증발기(57)는 순환 배관(55) 상에 병렬로 배치되어 있다. 제1 증발기(56), 제2 증발기(57)의 입구측에는 매체 순환 펌프(14)의 하류측에 접속된 순환 배관(55)으로부터 병렬로 분기된 배관이 각각 연결되어 있다. 제1 증발기(56), 제2 증발기(57)의 출구측으로부터 연장되는 배관은 팽창기(3)의 상류측의 순환 배관(55)에 각각 연결되도록 되어 있다.The first evaporator 56 and the second evaporator 57 are arranged in parallel on the circulation pipe 55. Pipes branched in parallel from the circulation pipe 55 connected to the downstream side of the medium circulation pump 14 are connected to the inlet sides of the first evaporator 56 and the second evaporator 57, respectively. The pipes extending from the outlet side of the first evaporator 56 and the second evaporator 57 are connected to the circulation pipe 55 on the upstream side of the inflator 3, respectively.

제1 증발기(56)에서는 가스 압축기(50)의 1단째의 압축 수단(51)으로 단열 압축된 고압의 가스(V)가 유입되어, 고압의 가스(V)의 열량과 작동 매체(T)가 열교환하도록 되어 있다. 열교환된 고압의 가스(V)는 2단째의 압축 수단(52)으로 보내진다.In the first evaporator 56, the high-pressure gas V adiabatically compressed by the first-stage compression means 51 of the gas compressor 50 flows into the first evaporator 56, and the amount of heat of the high- Heat exchange is performed. The heat-exchanged high-pressure gas (V) is sent to the second-stage compression means (52).

제2 증발기(57)에서는 2단째의 압축 수단(52)에서 단열 압축된 고압의 가스(V)가 유입되어, 고압의 가스(V)의 열량과 작동 매체(T)가 열교환하도록 되어 있다. 열교환된 고압의 가스(V)는 쿨러(54)(냉각 장치)로 보내져, 사용 목적에 따라서 필요한 온도까지 냉각되도록 되어 있다.In the second evaporator 57, the high-pressure gas V adiabatically compressed by the second-stage compression means 52 flows, and the heat of the high-pressure gas V and the working medium T are heat-exchanged. The heat-exchanged high-pressure gas V is sent to the cooler 54 (cooling device) and cooled to a required temperature according to the purpose of use.

이와 같이 생성된 기체의 작동 매체(T)는 제1 증발기(56) 및 제2 증발기(57)의 출구측에 접속된 순환 배관(55)을 통해 팽창기(3)로 보내진다.The generated working medium T of the gas is sent to the inflator 3 through the circulation pipe 55 connected to the outlet sides of the first evaporator 56 and the second evaporator 57.

그런데, 제1 증발기(56) 및 제2 증발기(57)의 출구측에 접속된 순환 배관(55)과 팽창기(3) 사이에, 바이패스 배관(63)(우회 유로)이 배치되어 있다.A bypass pipe 63 (bypass passage) is disposed between the expansion pipe 3 and the circulation pipe 55 connected to the outlet sides of the first evaporator 56 and the second evaporator 57.

이 바이패스 배관(63)은 팽창기(3)의 입구와 팽창기(3)의 출구를 연통하도록 배치되어 있다. 이 바이패스 배관(63)에는 당해 바이패스 배관(63) 내의 유통 상태를 전환하는 개폐 밸브(64)가 구비되어 있다. 보조 동력 발생 장치(1)의 운전 상황에 따라서, 개폐 밸브(64)가 ON, OFF하도록 되어 있고, 작동 매체(T)의 유통을 시키거나, 작동 매체(T)의 유통을 차단할 수 있다.The bypass piping 63 is disposed so as to communicate the inlet of the inflator 3 and the outlet of the inflator 3. The bypass piping 63 is provided with an on-off valve 64 for switching the circulation state in the bypass piping 63. The opening and closing valve 64 is turned ON and OFF in accordance with the operation state of the auxiliary power generating device 1 so that the working medium T can be circulated or the circulation of the working medium T can be blocked.

이 바이패스 배관(63)을 이용함으로써, 보조 동력 발생 장치(1)를 기동하거나, 정지할 때에 발생하는 문제를 회피할 수 있는 것이지만, 그 상세는 후술한다.The use of the bypass piping 63 can avoid a problem that occurs when starting or stopping the auxiliary power generation device 1, and the details will be described later.

이하, 제1 실시 형태에 관한 보조 동력 발생 장치(1)의 작동 형태, 특히 정상 운전 시의 동작에 관하여, 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation mode of the auxiliary power generation device 1 according to the first embodiment, particularly, the operation during normal operation will be described with reference to the drawings.

도 1에 도시한 바와 같이, 제1 증발기(56)에서는 1단째의 압축 수단(51)에서 생성된 고압의 가스(V)의 열량을 이용하여(열교환하여), 액체의 작동 매체(T)를 기화시켜, 증기의 작동 매체(T)를 생성한다. 또한, 제2 증발기(57)에서는 제1 증발기(56)와 마찬가지로, 2단째의 압축 수단(52)에서 생성된 고압의 가스(V)의 열량을 이용하여(열교환하여), 액체의 작동 매체(T)를 기화시켜, 증기의 작동 매체(T)를 생성한다. 이와 같이 하여 생성된 증기의 작동 매체(T)는 제1 증발기(56) 및 제2 증발기(57)의 출구측에 접속된 순환 배관(55)을 통해 팽창기(3)로 보내진다.As shown in Fig. 1, in the first evaporator 56, the heat of the high-pressure gas (V) generated by the first-stage compression means (51) And vaporizes to produce the working medium (T) of the vapor. In the second evaporator 57, similarly to the first evaporator 56, the heat of the high-pressure gas V generated by the second-stage compression means 52 is used (heat-exchanged) T) is vaporized to produce the working medium (T) of the vapor. The working medium T of the steam generated in this way is sent to the inflator 3 through the circulation pipe 55 connected to the outlet sides of the first evaporator 56 and the second evaporator 57.

팽창기(3)에서는 제1 증발기(56) 및 제2 증발기(57)에서 생성된 작동 매체(T)의 증기가 팽창하여, 팽창 전후의 작동 매체(T)의 압력차를 이용하여, 구동부(2)가 회전 구동된다.In the inflator 3, the vapors of the working medium T generated by the first evaporator 56 and the second evaporator 57 are expanded, and the pressure of the working medium T before and after the inflation is used to drive the driving portion 2 Is rotationally driven.

팽창기(3)에서 사용된 저압의 작동 매체(T)의 증기는 팽창기(3)의 출구측의 순환 배관(55)을 통해 응축기(12)로 송출된다. 응축기(12)에서는 팽창기(3)로부터 송출되어 온 작동 매체(T)의 증기가, 냉각수(W)와 열교환되어, 액체의 작동 매체(T)에 응축된다.The vapor of the low-pressure working medium T used in the inflator 3 is sent to the condenser 12 through the circulation pipe 55 at the outlet side of the inflator 3. In the condenser 12, the vapor of the working medium T sent out from the inflator 3 is heat-exchanged with the cooling water W and condensed in the liquid working medium T.

응축기에서 액체로 된 작동 매체(T)는 매체 순환 펌프(14)로 송출된다. 이 액체의 작동 매체(T)는 매체 순환 펌프(14)에 의해 승압되어, 순환 배관(55)을 통해 양 증발기(56, 57)로 다시 압송된다.The working medium T made of liquid in the condenser is sent to the medium circulation pump 14. The liquid working medium T is pressurized by the medium circulation pump 14 and sent again to the evaporators 56 and 57 through the circulation line 55.

한편, 팽창기(3)에서 발생한 회전 구동력은, 자기 커플링(10)을 통해 하우징(5)의 외부로 취출된 회전 구동력은, 자기 커플링(10)에 연결된 종동축(9)을 통해 먼저 변속기(17)로 전달된다.The rotational driving force generated in the inflator 3 is transmitted to the outside of the housing 5 via the magnetic coupling 10 via the driven shaft 9 connected to the magnetic coupling 10, (17).

변속기(17)에서 가스 압축기(50)를 구동시키는 데 최적인 회전 속도로 변속된 후, 변속 후의 회전 구동력은 클러치 기구(18)를 통해 가스 압축기(50)의 모터(53)로 전달되어, 동력 보조를 행하게 된다.The rotational driving force after the shifting is transmitted to the motor 53 of the gas compressor 50 through the clutch mechanism 18 so that the power of the engine Assistance is performed.

그런데, 보조 동력 발생 장치(1)를 운전하는 데 있어서는, 이하와 같은 문제가 생각된다.Incidentally, in the operation of the auxiliary power generating device 1, the following problems may be considered.

예를 들어, 정지 상태의 가스 압축기(50)에 전력을 공급하여, 다시 구동할(기동시킬) 때에, 다음과 같은 문제가 발생할 우려가 있다.For example, when the electric power is supplied to the gas compressor 50 in the stopped state to be driven (restarted), the following problems may occur.

정지 상태의 가스 압축기(50)에 전력이 공급되어 모터(53)가 회전하기 시작하면, 모터(53)는 압축 수단(51, 52)을 구동시키게 된다. 이때, 보조 동력 발생 장치(1), 즉 바이너리 사이클에서는, 팽창기(3)를 구동시키기 위한 열량이 증발기(13)에 공급되어 있지 않고, 액체의 작동 매체(T)가 순환 배관(55) 내를 순환하게 된다. 액체의 작동 매체(T)는 팽창기(3)를 구동시킬 수 없을 뿐만 아니라, 액체의 작동 매체(T)가 유입된 팽창기(3)(부하로서 작용함)를 가스 압축기(50)의 모터(53)가 회전하는 상황이 발생하게 된다. 즉, 가스 압축기(50)의 모터(53)는 압축 수단(51, 52)과 팽창기(3)의 양쪽을 회전시키려고 하여, 당해 모터(53)에 과대한 부하가 부가되어, 장치 전체의 구동이 지연되어 버리게 된다.When electric power is supplied to the stationary gas compressor 50 and the motor 53 starts to rotate, the motor 53 drives the compression means 51 and 52. At this time, in the auxiliary power generation apparatus 1, that is, in the binary cycle, the amount of heat for driving the inflator 3 is not supplied to the evaporator 13, and the liquid working medium T flows into the circulation pipe 55 . Not only the liquid working medium T can not drive the inflator 3 but also the inflator 3 (acting as a load) into which the working medium T of the liquid is introduced is connected to the motor 53 of the gas compressor 50 ) Will rotate. That is, the motor 53 of the gas compressor 50 tries to rotate both the compressing means 51, 52 and the inflator 3, and an excessive load is applied to the motor 53, Delayed.

그러나, 본 실시 형태에서는 도 3과 같은 운전 방법을 채용함으로써, 이 문제를 회피하고 있다.However, in the present embodiment, this problem is avoided by adopting the operation method as shown in Fig.

즉, 제1 실시 형태에 관한 보조 동력 발생 장치(1)에 있어서는, 가스 압축기(50)의 기동 시에 개폐 밸브(64)를 개방으로 한다(도 3의 S101, S102). 이와 같이 바이패스 배관(63)을 유통 가능하게 함으로써, 액체 상태의 작동 매체(T)를 팽창기(3)의 입구측 앞에서 분기시키고, 팽창기(3)에는 거의 유입시키지 않는다. 그러면, 팽창기(3)는 공전 가능 상태로 되어, 상기한 문제가 회피되게 된다.That is, in the auxiliary power generation apparatus 1 according to the first embodiment, the opening / closing valve 64 is opened when the gas compressor 50 is started (S101 and S102 in Fig. 3). By making the bypass piping 63 flowable as described above, the working medium T in the liquid state is branched in front of the inlet side of the inflator 3 and hardly flows into the inflator 3. Then, the inflator 3 becomes idle, and the above problem is avoided.

그 후, 가스 압축기(50)가 정상 운전으로 되어 고압 가스(V)가 배출되게 된다. 이 고압 가스(V)가 갖는 열량은 증발기(13)를 통해 작동 매체(T)를 증발시키게 된다. 팽창기(3)의 흡입 압력, 또는 팽창기(3)의 흡입측과 토출측의 차압, 또는 가스 압축기(50)의 배열 온도를 측정하여, 그 측정값이 소정의 값 이상인 것이 확인되면(도 3의 S103), 바이패스 배관(63)의 개폐 밸브(64)를 폐쇄(도 3의 S104)로 한다. 팽창기(3)에는 기화된 모든 작동 매체가 유입되어, 보조 동력 발생 장치(1)가 정상 운전으로 된다. 또한, S103에 있어서는, 가스 압축기(50)의 운전 시간이 일정 시간 이상으로 되었는지 여부를 판단하여, 일정 시간 이상으로 되면, S104로 진행해도 된다. 여기서, 상기한 소정의 값 및 일정 시간은 팽창기로 유입되는 작동 매체가 기화된 상태로 되었다고 간주할 수 있는 값으로 설정해 둔다.Thereafter, the gas compressor (50) is in a normal operation and the high-pressure gas (V) is discharged. The amount of heat of the high-pressure gas (V) evaporates the working medium (T) through the evaporator (13). The suction pressure of the inflator 3 or the pressure difference between the suction side and the discharge side of the inflator 3 or the arrangement temperature of the gas compressor 50 is measured and when it is confirmed that the measured value is equal to or higher than the predetermined value , The on-off valve 64 of the bypass pipe 63 is closed (S104 in Fig. 3). All of the vaporized working medium flows into the inflator 3, and the auxiliary power generation apparatus 1 becomes a normal operation. In S103, it is determined whether or not the operation time of the gas compressor 50 has reached a predetermined time or longer. If the operation time is longer than the predetermined time, the process may proceed to S104. Here, the predetermined value and the predetermined time are set to a value that can be regarded as a vaporized state of the working medium flowing into the inflator.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 운전 방법을 실현하기 위한 장치 구성으로서, 제1 실시 형태에 관한 동력 발생 장치(100)는 제어 장치(70)를 갖는다. 또한, S103에 있어서 팽창기(3)의 흡입 압력을 사용하는 경우에는 흡입 압력 검출기(Ps)를, S103에 있어서 팽창기(3)의 흡입측과 토출측의 차압을 사용하는 경우에는 흡입 압력 검출기(Ps) 및 토출 압력 검출기(Pd)를, S103에 있어서 가스 압축기(50)의 배열 온도를 사용하는 경우에는 온도 검출기(T)를 각각 설치한다. 도 1의 형태에서는 가스 압축기(50)의 1단째의 압축 수단(51)의 토출 가스 온도를 측정하고 있지만, 그것 대신에 2단째의 압축 수단(52)의 토출 가스 온도를 측정해도 된다.As shown in Fig. 1, the power generation device 100 according to the first embodiment has a control device 70 as a device configuration for realizing the above-described operation method. The suction pressure detector Ps is used when the suction pressure of the inflator 3 is used in S103 and the suction pressure detector Ps is used when the differential pressure between the suction side and the discharge side of the inflator 3 is used in S103. And the discharge pressure detector Pd are provided for the gas compressor 50 and the temperature detector T when the arrangement temperature of the gas compressor 50 is used in S103. 1, the discharge gas temperature of the first-stage compression means 51 of the gas compressor 50 is measured, but the discharge gas temperature of the second-stage compression means 52 may be measured instead.

가스 압축기(50)의 기동 시에 자동적으로 개폐 밸브(64)를 개방으로 하고, 일정 시간 후에 자동적으로 개폐 밸브(64)를 폐쇄로 하도록 운전하는 경우에는, 제어 장치(70)가, 가스 압축기(50)가 기동된 후의 경과 시간을 측정하는 시간 측정기(71)를 갖도록 구성한다.When the control device 70 is operated to automatically close the on-off valve 64 after a certain period of time and automatically open the on-off valve 64 when the gas compressor 50 is started, 50) is started. The time measuring device 71 is configured to measure the elapsed time after the start of the operation.

S103에 있어서의 판별은 상기 4개의 판별 방법 중 하나만을 사용해도 된다. 혹은, 복수의 판별 방법을 조합하여 사용한 판별 방법 모두가 개폐 밸브(64)를 개방으로 하는 조건으로 되었을 때에 개폐 밸브(64)를 개방으로 하도록 제어해도 된다.In S103, only one of the four discrimination methods may be used. Alternatively, when all of the determination methods using a plurality of determination methods in combination are set to open the on-off valve 64, the on-off valve 64 may be controlled to be opened.

개폐 밸브(64)의 개폐는 제어 장치(70)를 사용하는 일 없이, 오퍼레이터의 수동 조작에 의해 행해도 된다.The opening and closing of the opening and closing valve 64 may be performed by manual operation of the operator without using the control device 70. [

다음에, 가스 압축기(50)의 정지 시에 있어서의 보조 동력 발생 장치(1)의 운전에 대해 설명한다. 가스 압축기(50)의 정지 직후에는 보조 동력 발생 장치(1)의 팽창기(3)에 증기의 작동 매체(T)가 순환 배관(55)을 통해 계속해서 유입되고 있다. 이 상태에 있어서는, 팽창기(3)는 가스 압축기(50)의 압축 수단(51, 52)에 추가하여 모터(53)도 구동하게 되어, 과부하 상태로 된다. 과부하가 과잉의 것으로 된 경우, 팽창기(3)와 모터(53) 사이에 존재하는 자기 커플링(10)이 동력을 전달할 수 없어 공전 상태로 되고, 반대로 팽창기(3)는 무부하에서 과잉 회전할 우려도 있다.Next, the operation of the auxiliary power generating device 1 at the time of stopping the gas compressor 50 will be described. Immediately after the gas compressor (50) is stopped, the working medium (T) of the steam is continuously introduced into the inflator (3) of the auxiliary power generation device (1) through the circulation pipe (55). In this state, in addition to the compression means 51, 52 of the gas compressor 50, the inflator 3 is also driven by the motor 53, resulting in an overload state. When the overload is excessive, the magnetic coupling 10 existing between the inflator 3 and the motor 53 is unable to transmit the power, and the inflator 3 is excessively rotated at no load There is also.

그러나, 제1 실시 형태에 관한 보조 동력 발생 장치(1)는 이러한 정지 시에 있어서, 개폐 밸브(64)를 개방(도 3의 S201)으로 하여 바이패스 배관(63)을 유통 가능하게 함으로써, 작동 매체의 팽창기(3)로의 유입을 억제한다. 그 결과, 팽창기(3)의 구동이 정지한다. 그리고, 가스 압축기(50)의 모터(53)의 구동이 정지하는 동시에 압축 수단(51, 52)의 구동도 정지한다(도 3의 S202). 그러면, 상기한 문제가 확실하게 회피되게 된다. 또한, 개폐 밸브(64)를 개방하는 동작 및 모터(53)의 구동을 정지하는 동작은 동시에 행해져도 된다. 이하의 정전 시에 있어서의 보조 동력 발생 장치(1)의 운전에 대해서도 마찬가지이다.However, in the auxiliary power generation apparatus 1 according to the first embodiment, by opening the on-off valve 64 (S201 in Fig. 3) and allowing the bypass piping 63 to flow during this stop, The inflow of the medium into the inflator (3) is suppressed. As a result, the driving of the inflator 3 is stopped. Then, the driving of the motor 53 of the gas compressor 50 is stopped, and the driving of the compression means 51 and 52 is also stopped (S202 in Fig. 3). Then, the problem described above can be reliably avoided. The operation of opening the on-off valve 64 and the operation of stopping the driving of the motor 53 may be performed at the same time. The same is true for the operation of the auxiliary power generating device 1 at the time of the following power failure.

가스 압축기(50)에서는 급한 정전 등에 의해, 정상 운전 시에 전력이 공급되지 않게 되는 경우가 있다. 보조 동력 발생 장치(1)의 팽창기(3)에서는 증기의 작동 매체(T)가 순환 배관(55)을 통해 계속해서 유입되고 있으므로, 팽창기(3)는 정전에 의해 정지한 가스 압축기(50)의 압축 수단(51, 52) 및 모터(53)까지도 구동하게 되어, 과부하 상태로 된다. 과부하가 과잉의 것으로 된 경우, 팽창기(3)와 모터(53) 사이에 존재하는 자기 커플링(10)이 동력을 전달할 수 없어 공전 상태로 되고, 반대로 팽창기(3)는 무부하에서 과잉 회전할 우려도 있다.In the gas compressor (50), power may not be supplied at the time of normal operation due to a sudden power failure or the like. Since the working medium T of the steam continues to flow through the circulation pipe 55 in the inflator 3 of the auxiliary power generation device 1, the inflator 3 is not in contact with the gas compressor 50 The compression means (51, 52) and the motor (53) are also driven, resulting in an overload state. When the overload is excessive, the magnetic coupling 10 existing between the inflator 3 and the motor 53 is unable to transmit the power, and the inflator 3 is excessively rotated at no load There is also.

그러나, 제1 실시 형태에 관한 보조 동력 발생 장치(1)는 이러한 정전 시에 있어서, 개폐 밸브(64)를 개방(도 3의 S201)으로 하여, 바이패스 배관(63)을 유통 상태로 함으로써, 작동 매체의 팽창기(3)로의 유입이 억제되어, 팽창기(3)의 구동이 정지한다. 그리고, 가스 압축기(50)의 모터(53)의 구동이 정지하는 동시에 압축 수단(51, 52)의 구동도 정지한다(도 3의 S202). 그러면, 상기한 문제가 확실하게 회피되게 된다.However, in the auxiliary power generation apparatus 1 according to the first embodiment, the open / close valve 64 is opened (S201 in Fig. 3) and the bypass piping 63 is in the circulation state at the time of such a power failure, The inflow of the working medium into the inflator 3 is suppressed, and the driving of the inflator 3 is stopped. Then, the driving of the motor 53 of the gas compressor 50 is stopped, and the driving of the compression means 51 and 52 is also stopped (S202 in Fig. 3). Then, the problem described above can be reliably avoided.

상기한 개폐 밸브(64)를 개폐하기 위해서는, 오퍼레이터의 수동 조작에 의해 행해져도 되지만, 정전을 자동으로 검지하여, 정전 검지 시에 자동으로 개폐 밸브(64)를 개방하도록 해도 된다.The opening / closing valve 64 may be opened or closed by a manual operation of the operator, but it is also possible to automatically detect the power failure and open the opening / closing valve 64 automatically when the power failure is detected.

[제2 실시 형태][Second Embodiment]

다음에, 본 발명의 동력 발생 장치(100)의 제2 실시 형태에 대해, 도면에 기초하여 설명한다.Next, a second embodiment of the power generating device 100 of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 4에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 관한 보조 동력 발생 장치(1)의 구성은 이하의 점에서 제1 실시 형태와 다르다.As shown in Fig. 4, the configuration of the auxiliary power generation device 1 according to the second embodiment differs from that of the first embodiment in the following points.

즉, 제2 실시 형태의 바이너리 사이클 기관(4)에서는 작동 매체(T)를 기화시키는 열원이 외부로부터 공급되어 있는 점이 다르다. 바꿔 말하면, 회전 기계(11)에서 발생한 열량을, 작동 매체(T)를 기화시키는 열원으로서 이용(회수)하고 있지 않다. 이와 같이 제2 실시 형태의 보조 동력 발생 장치(1)는 심플한 장치 구성의 바이너리 사이클 기관(4)을 구비하고 있다. 또한, 회전 기계(11)에는 모터나 압축기 등의 다양한 회전 기계가 이용되어도 된다.That is, in the binary cycle engine 4 of the second embodiment, a heat source for vaporizing the working medium T is supplied from the outside. In other words, the amount of heat generated in the rotating machine 11 is not used (recovered) as a heat source for vaporizing the working medium T. As described above, the auxiliary power generation device 1 of the second embodiment is provided with the binary cycle engine 4 having a simple apparatus configuration. The rotating machine 11 may be provided with various rotating machines such as a motor or a compressor.

그러나, 팽창기(3)의 입구와 출구를 연통하는 바이패스 배관(63)이 배치되어, 이 바이패스 배관(63)에 작동 매체(T)의 유통을 ON, OFF하는 개폐 밸브(64)가 구비되어 있는 점은 제1 실시 형태와 대략 동일하게 되어 있다.However, a bypass piping 63 communicating the inlet and the outlet of the inflator 3 is disposed, and the bypass piping 63 is provided with an on-off valve 64 for turning on and off the flow of the working medium T Is substantially the same as that of the first embodiment.

이 보조 동력 발생 장치(1), 즉 바이너리 사이클 기관(4)에서도 제1 실시 형태에서 서술한 바와 같은 기동 시나 정지 시에 문제가 발생하는 경우가 있다.In the auxiliary power generation apparatus 1, that is, the binary cycle engine 4, there are cases where problems occur at the time of starting or stopping as described in the first embodiment.

그 경우라도, 팽창기(3)의 입구측과 팽창기(3)의 출구측을 연결하는 바이패스 배관(63)을 사용하여, 도 3과 같은 흐름도에 기초하여 운전을 행함으로써, 제2 실시 형태의 장치라도, 기동 시, 정지 시 등에 발생하는 문제를 확실하게 회피할 수 있게 된다.Even in this case, by using the bypass piping 63 connecting the inlet side of the inflator 3 and the outlet side of the inflator 3, operation is performed based on the flow chart as shown in Fig. 3, It is possible to reliably avoid problems such as when starting or stopping the apparatus.

또한, 제2 실시 형태에 있어서의 그 밖의 구성, 발휘하는 작용 효과는 제1 실시 형태와 대략 동일하므로, 그 설명은 생략한다. 또한, 도 4에 있어서는, 제어 장치 및 각종 검출기의 도시는 생략하고 있다.In addition, the other structures and effects of the second embodiment are substantially the same as those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted. In Fig. 4, the control device and various detectors are not shown.

[변형예][Modifications]

이상 서술한 제1 실시 형태, 제2 실시 형태의 장치(100)에서는, 이하와 같이 구성을 변형시키는 것이 가능하다.In the apparatus 100 according to the first and second embodiments described above, the following configuration can be modified.

예를 들어, 제1 실시 형태에서는 가스 압축기(50)에서 생성된 고압 가스(V)가 갖는 열량을 바이너리 사이클 기관(4)의 열원으로서 사용하고 있지만, 수냉식 엔진(내연 기관)을 회전 기계(11)에 채용한 경우, 바이너리 사이클 기관(4)의 열원으로서 엔진을 냉각하는 냉각수를 사용해도 된다.For example, in the first embodiment, the heat amount of the high-pressure gas (V) generated in the gas compressor (50) is used as the heat source of the binary cycle engine (4) Cooling water for cooling the engine may be used as the heat source of the binary cycle engine 4. [

또한, 보조 동력 발생 장치(1)에 배치되어 있는 클러치 기구(18)로서, 에어 클러치를 채용함으로써도, 정전 시나 기동 시에 있어서의 문제를 회피할 수 있게 된다.In addition, even when an air clutch is employed as the clutch mechanism 18 disposed in the auxiliary power generating device 1, it is possible to avoid problems during power failure or start-up.

즉, 클러치 기구(18)에 에어 클러치를 사용하여, 가스 압축기(50)에서 압축된 가스(V)의 일부를 에어 클러치로 유도하도록 하면 된다.That is, an air clutch may be used for the clutch mechanism 18 to induce a part of the gas (V) compressed by the gas compressor (50) to the air clutch.

예를 들어, 급한 정전 등에 의해, 정상 운전 중인 가스 압축기(50)가 정지한 경우, 고압의 가스(V)가 공급되지 않게 되어[저압의 가스(V)만으로 되어], 에어 클러치가 비동작으로 되고, 자동적으로 보조 동력 발생 장치(1)의 팽창기(3)와 가스 압축기(50)의 모터(53)가 비연동으로 된다. 그로 인해, 전술한 정전 시의 문제의 발생을 확실하게 회피할 수 있다. 가스 압축기(50)의 정상 회전 시에는 고압의 가스(V)가 공급되므로, 에어 클러치는 동작 상태로 된다.For example, when the gas compressor 50 in a normal operation is stopped due to a sudden power failure or the like, the high-pressure gas V is not supplied (only the low-pressure gas V is generated) And the inflator 3 of the auxiliary power generation device 1 and the motor 53 of the gas compressor 50 are automatically interlocked. As a result, it is possible to reliably avoid the occurrence of the above-described problem of power failure. During normal rotation of the gas compressor (50), high pressure gas (V) is supplied, so that the air clutch is in an operating state.

이러한 에어 클러치의 동작은 가스 압축기(50)를 구동할 때에도 마찬가지로 발생한다. 즉, 기동 시에는 가스 압축기(50)로부터 고압의 가스(V)가 공급되지 않아[저압의 가스(V)만으로 됨], 에어 클러치가 비동작으로 되고, 자동적으로 보조 동력 발생 장치(1)의 팽창기(3)와 가스 압축기(50)의 모터(53)가 일정 시간만큼 비연동으로 된다. 그로 인해, 전술한 기동 시의 문제의 발생을 확실하게 회피할 수 있다.The operation of the air clutch also occurs when the gas compressor 50 is driven. That is, at the start-up, the high-pressure gas V is not supplied from the gas compressor 50 (only the low-pressure gas V is supplied), the air clutch is inactivated, The inflator 3 and the motor 53 of the gas compressor 50 are interlocked for a predetermined time. As a result, it is possible to reliably avoid occurrence of a problem at the time of start-up described above.

[제3 실시 형태][Third embodiment]

도 5는 제3 실시 형태의 동력 발생 장치의 구성을 도시하고 있다. 구체적으로는, 이 동력 발생 장치는 작동 매체가 순환하는 바이너리 사이클 기관인 순환 회로(110)와, 회전기인 발전기(120)와, 가열 매체 회로(130)와, 각종 제어를 행하는 제어부(150)를 구비하고 있다. 또한, 순환 회로(110) 내에는 물보다도 비점이 낮은 작동 매체(예를 들어, HFC245fa)가 순환한다.Fig. 5 shows a configuration of a power generation device according to the third embodiment. Specifically, the power generation apparatus includes a circulation circuit 110 as a binary cycle engine in which the working medium is circulated, a generator 120 as a rotating machine, a heating medium circuit 130, and a control unit 150 for performing various controls . In addition, a working medium (for example, HFC245fa) having a boiling point lower than that of water circulates in the circulation circuit 110. [

순환 회로(110)는 작동 매체를 기화시키는 증발기(111)와, 기체 상태에 있는 작동 매체를 팽창시키는 제1 팽창기(113)와, 제1 팽창기(113)에서 팽창된 작동 매체를 응축시키는 응축기(114)와, 응축기(114)에서 응축된 작동 매체를 증발기(111)로 보내는 작동 매체 펌프(115)가 직렬로 접속된 폐쇄 회로이다.The circulation circuit 110 includes an evaporator 111 for vaporizing the working medium, a first inflator 113 for expanding the working medium in the gaseous state, a condenser for condensing the working medium expanded in the first inflator 113 And a working medium pump 115 for sending the working medium condensed in the condenser 114 to the evaporator 111 are connected in series.

증발기(111)는 액상의 작동 매체를 기화시키는 것이다. 증발기(111)는 작동 매체가 흐르는 작동 매체 유로(111a)와, 가열 매체가 흐르는 가열 매체 유로(111b)를 갖고 있다. 가열 매체 유로(111b)는, 후술하는 바와 같이 가열 매체 회로(130)에 접속되어 있고, 가열 매체가 흐른다. 작동 매체 유로(111a)를 흐르는 작동 매체는 가열 매체 유로(111b)를 흐르는 가열 매체와 열교환하여 증발한다.The evaporator 111 vaporizes the liquid working medium. The evaporator 111 has a working medium flow path 111a through which the working medium flows and a heating medium flow path 111b through which the heating medium flows. The heating medium flow path 111b is connected to the heating medium circuit 130 as described later, and the heating medium flows. The working medium flowing through the working medium flow path 111a is heat-exchanged with the heating medium flowing through the heating medium flow path 111b to evaporate.

제1 팽창기(113)는 순환 회로(110)에 있어서의 증발기(111)의 하류측에 설치되어 있고, 증발기(111)에서 증발한 작동 매체를 팽창시킴으로써 당해 작동 매체로부터 운동 에너지를 취출한다. 본 실시 형태에서는 제1 팽창기(113)로서 스크류 팽창기가 사용되어 있다. 스크류 팽창기에서는 제1 팽창기(113)의 케이싱(113a) 내에 형성된 로터실(도시하지 않음)에 자웅 한 쌍의 스크류 로터(113b)가 수용되어 있다. 이 스크류 팽창기에서는 케이싱(113a)에 형성된 흡기구로부터 상기 로터실에 공급된 작동 매체의 팽창력에 의해 스크류 로터(113b)가 회전한다. 그리고, 상기 로터실 내에서 팽창함으로써 압력이 저하된 작동 매체는 케이싱(113a)에 형성된 배출구로부터 배출된다. 또한, 제1 팽창기(113)는 스크류 팽창기로 한정되는 것은 아니고, 터빈형의 팽창기 등, 그 밖의 팽창기로 구성해도 된다.The first inflator 113 is installed on the downstream side of the evaporator 111 in the circulation circuit 110 and expands the working medium evaporated in the evaporator 111 to extract kinetic energy from the working medium. In the present embodiment, a screw inflator is used as the first inflator 113. In the screw expander, a pair of male screw rotors 113b are accommodated in a rotor chamber (not shown) formed in the casing 113a of the first inflator 113. [ In this screw expander, the screw rotor 113b is rotated by the expansion force of the working medium supplied from the inlet port formed in the casing 113a to the rotor chamber. Then, the working medium whose pressure is reduced by expansion in the rotor chamber is discharged from the discharge port formed in the casing 113a. Further, the first inflator 113 is not limited to the screw inflator, but may be constituted by other inflator such as a turbine type inflator.

응축기(114)는 제1 팽창기(113)로부터 배출된 가스 형상의 작동 매체를 응축시켜 액상의 작동 매체로 하는 것이다. 응축기(114)는 가스 형상의 작동 매체가 흐르는 작동 매체 유로(114a)와, 냉각 매체가 흐르는 냉각 매체 유로(114b)를 갖고 있다. 냉각 매체 유로(114b)는 냉각 매체 회로(117)에 접속되어 있고, 이 냉각 매체 회로(117)에는 외부로부터 공급되는 냉각 매체가 흐른다. 냉각 매체로서는, 예를 들어 쿨링 타워에서 냉각된 냉각수를 들 수 있다. 작동 매체 유로(114a)를 흐르는 작동 매체는 냉각 매체 유로(114b)를 흐르는 냉각 매체와 열교환함으로써 응축된다.The condenser 114 condenses the gaseous working medium discharged from the first inflator 113 into a liquid working medium. The condenser 114 has a working medium flow path 114a through which a gaseous working medium flows and a cooling medium flow path 114b through which the cooling medium flows. The cooling medium flow path 114b is connected to the cooling medium circuit 117. The cooling medium supplied from the outside flows to the cooling medium circuit 117. [ The cooling medium may be, for example, cooling water cooled in a cooling tower. The working medium flowing through the working medium flow path 114a is condensed by heat exchange with the cooling medium flowing through the cooling medium flow path 114b.

작동 매체 펌프(115)는 순환 회로(110) 내에서 작동 매체를 순환시키기 위한 것으로, 순환 회로(110)에 있어서의 응축기(114)의 하류측[증발기(111)와 응축기(114) 사이]에 설치되어 있다. 이 작동 매체 펌프(115)는 응축기(114)에서 응축된 액상의 작동 매체를 소정의 압력까지 가압하여 증발기(111)로 송출한다. 작동 매체 펌프(115)로서, 임펠러를 로터로서 구비하는 원심 펌프나, 로터가 한 쌍의 기어로 이루어지는 기어 펌프 등이 사용된다. 이 작동 매체 펌프(115)는 임의의 회전수로 구동되는 것이 가능하다.The working medium pump 115 is for circulating the working medium in the circulation circuit 110 and is connected to the downstream side of the condenser 114 (between the evaporator 111 and the condenser 114) in the circulation circuit 110 Is installed. The working medium pump 115 pressurizes the liquid working medium condensed in the condenser 114 to a predetermined pressure and sends it to the evaporator 111. As the working medium pump 115, a centrifugal pump having an impeller as a rotor, a gear pump having a rotor as a pair of gears, or the like is used. This working medium pump 115 can be driven at an arbitrary number of revolutions.

발전기(120)는 로터부(120a)를 갖고 있고, 이 로터부(120a)는 제1 팽창기의 스크류 로터(113b) 중 한쪽에 접속된 회전축(123)의 중간부에 설치되어 있다. 제1 팽창기(113) 내에서 작동 매체가 팽창됨으로써 스크류 로터(113b)가 구동되면 회전축(123)이 회전한다. 이에 수반하여 로터부(120a)는 회전한다. 로터부(120a)가 회전축(123)의 회전에 수반하여 회전함으로써, 발전기(120)는 전력을 발생시킨다. 본 실시 형태에서는, 발전기(120)로서, IPM 발전기(영구 자석 동기 발전기)가 사용되어 있다. 발전기(120)는 도시 생략의 인버터에 의해 회전수 조정 가능하게 되어 있다. 제어부(150)는 발전기(120)의 발전 효율을 가능한 한 높아지도록 발전기(120)의 회전수를 조정하기 위해, 도시 생략의 인버터에 회전수 조정 신호를 출력한다. 또한, 발전기(120)는 IPM 발전기로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 유도 발전기 등, 다른 타입의 발전기로 해도 된다.The generator 120 has a rotor portion 120a which is provided in the middle of a rotary shaft 123 connected to one of the screw rotors 113b of the first inflator. When the screw rotor 113b is driven by the expansion of the working medium in the first inflator 113, the rotary shaft 123 rotates. The rotor portion 120a rotates accordingly. As the rotor portion 120a rotates with the rotation of the rotating shaft 123, the generator 120 generates electric power. In the present embodiment, an IPM generator (permanent magnet synchronous generator) is used as the generator 120. [ The generator 120 is adjustable in rotation speed by an inverter (not shown). The control unit 150 outputs a rotation speed adjustment signal to the inverter (not shown) to adjust the rotation speed of the generator 120 so that the power generation efficiency of the generator 120 is as high as possible. Further, the generator 120 is not limited to the IPM generator, and may be another type of generator such as an induction generator.

순환 회로(110)에는 바이패스 통로(125)가 설치되어 있다. 바이패스 통로(125)에는 개폐 밸브로 이루어지는 바이패스 밸브(125a)가 설치되어 있고, 바이패스 통로(125)는 바이패스 밸브(125a)를 개방함으로써, 작동 매체가 순환 회로(110)에 있어서 제1 팽창기(113)를 우회하여 흐르도록 한다. 바이패스 통로(125)의 일단부는 순환 회로(110)에 있어서의 증발기(111)와 제1 팽창기(113) 사이의 배관에 접속되고, 바이패스 통로(125)의 타단부는 순환 회로(110)에 있어서의 제1 팽창기(113)와 응축기(114) 사이의 배관에 접속되어 있다.A bypass passage 125 is provided in the circulation circuit 110. The bypass passage 125 is provided with a bypass valve 125a which is an opening and closing valve and the bypass passage 125 opens the bypass valve 125a so that the working medium is discharged from the circulation circuit 110 1 inflator 113 to flow. One end of the bypass passage 125 is connected to the piping between the evaporator 111 and the first inflator 113 in the circulation circuit 110 and the other end of the bypass passage 125 is connected to the circulation circuit 110, Is connected to the pipe between the first inflator (113) and the condenser (114).

가열 매체 회로(130)는 외부의 매체 통로(135)에 접속 가능하게 구성되어 있고, 가열 매체 회로(130)에는 이 외부의 매체 통로(135)로부터 가열 매체가 도입된다. 가열 매체 회로(130)의 일단부(상류 단부)에는 제2 팽창기(140)가 설치되어 있다. 제2 팽창기(140)에는 외부의 매체 통로(135)를 통해 공급된 가열 매체가 도입되고, 제2 팽창기(140)는 이 가열 매체를 팽창시킴으로써 당해 가열 매체로부터 운동 에너지를 취출한다. 본 실시 형태에서는 제2 팽창기(140)로서 스크류 팽창기가 사용되고 있지만, 터빈형의 팽창기 등, 그 밖의 형식의 팽창기가 사용되고 있어도 된다.The heating medium circuit 130 is configured to be connectable to an external medium path 135 and the heating medium is introduced into the heating medium circuit 130 from the external medium path 135. A second inflator 140 is provided at one end (upstream end) of the heating medium circuit 130. The heating medium supplied through the external medium passage 135 is introduced into the second inflator 140 and the second inflator 140 inflates the heating medium to extract kinetic energy from the heating medium. Although the screw expander is used as the second expander 140 in the present embodiment, other types of expanders such as a turbine-type expander may be used.

가열 매체 회로(130)에 공급되는 가열 매체로서는, 예를 들어 갱정(증기정)으로부터 채취된 증기나, 공장 등으로부터 배출된 증기 외에, 태양열을 열원으로 하는 집열기에 의해 생성된 증기나, 엔진, 압축기 등의 배열로부터 생성된 증기, 바이오 매스나 화석 연료를 열원으로 하는 보일러로부터 생성된 증기 등을 들 수 있다. 제2 팽창기(140)에 도입되는 가열 매체는, 예를 들어 120℃ 내지 250℃이다.The heating medium supplied to the heating medium circuit 130 may be, for example, steam generated from a borehole (steam column), steam generated from a factory or the like, steam generated by a collector using solar heat as a heat source, Steam generated from an arrangement such as a compressor, steam generated from a boiler using biomass or fossil fuel as a heat source, and the like. The heating medium introduced into the second inflator 140 is, for example, 120 ° C to 250 ° C.

제2 팽창기(140)는 상기 회전축(123)에 접속되어 있다. 즉, 제2 팽창기(140)의 스크류 로터(140a) 중 한쪽에 회전축(123)이 접속되어 있다. 제2 팽창기(140) 내에서 가열 매체가 팽창함으로써 스크류 로터(140a)가 구동되면 회전축(123)이 회전한다.The second inflator (140) is connected to the rotation shaft (123). That is, the rotary shaft 123 is connected to one of the screw rotors 140a of the second inflator 140. When the screw rotor 140a is driven by the expansion of the heating medium in the second inflator 140, the rotary shaft 123 rotates.

가열 매체 회로(130)에는 증발기(111)의 가열 매체 유로(111b)가 접속되어 있다. 따라서, 증발기(111)의 가열 매체 유로(111b)에는 제2 팽창기(140)에서 팽창된 가열 매체가 흐른다.The heating medium flow path 111b of the evaporator 111 is connected to the heating medium circuit 130. [ Therefore, the heating medium expanded in the second inflator 140 flows into the heating medium flow path 111b of the evaporator 111. [

순환 회로(110)에는 입구측 압력 센서(Ps)와 배압 센서(Pd)가 설치되어 있다. 입구측 압력 센서(Ps)는 순환 회로(110)를 구성하는 배관 중 증발기(111)와 제1 팽창기(113) 사이의 배관에 설치되어 있다. 배압 센서(Pd)는 순환 회로(110)를 구성하는 배관 중 제1 팽창기(113)와 응축기(114) 사이의 배관에 설치되어 있다.The circulation circuit 110 is provided with an inlet side pressure sensor Ps and a back pressure sensor Pd. The inlet-side pressure sensor Ps is installed in a pipe between the evaporator 111 and the first inflator 113 among the pipes constituting the circulation circuit 110. The back pressure sensor Pd is installed in a pipe between the first inflator 113 and the condenser 114 among the pipes constituting the circulation circuit 110.

제어부(150)는 ROM, RAM, CPU 등을 구비하고 있고, ROM에 기억된 프로그램을 실행함으로써 소정의 기능을 발휘한다. 이 제어부(150)의 기능에는 펌프 제어부(151)와 개폐 제어부(152)가 포함되어 있다.The control unit 150 includes a ROM, a RAM, and a CPU, and performs a predetermined function by executing a program stored in the ROM. The functions of the control unit 150 include a pump control unit 151 and an open / close control unit 152.

펌프 제어부(151)는 작동 매체 펌프(115)의 회전수 제어를 행한다. 작동 매체 펌프(115)는 도시 생략의 인버터에 의해 회전수 제어되는 구성으로 되어 있으므로, 펌프 제어부(151)는 인버터에 제어 신호를 보냄으로써 작동 매체 펌프(115)의 회전수 제어를 행한다.The pump control unit 151 controls the rotation speed of the working medium pump 115. Since the working medium pump 115 is configured so that the number of revolutions is controlled by an inverter (not shown), the pump control section 151 sends a control signal to the inverter to control the revolving speed of the working medium pump 115.

개폐 제어부(152)는 제1 팽창기(113)가 작동 매체에 의해 구동되는 것보다도 먼저 제2 팽창기(140)가 구동되는 상태일 때에, 바이패스 밸브(125a)를 개방하는 제어를 행한다. 예를 들어, 기동 시에는 제1 팽창기(113)가 작동 매체에 의해 구동되는 데 앞서, 가열 매체에 의해 제2 팽창기(140)의 구동이 개시된다. 즉, 증발기(111)에서는 가열 매체 유로(111b)를 흐르는 가열 매체에 의해 작동 매체 유로(111a)를 흐르는 작동 매체를 가열하여 증발시키는 구성으로 되어 있다. 이로 인해, 가열 매체가 가열 매체 회로(130)를 흐르는 상태로 된 후 어느 정도의 시간이 경과할 때까지는, 제1 팽창기(113)에는 증기로 된 작동 매체가 도입된다고는 할 수 없다. 이때, 습하지 않은 증기가 제1 팽창기(113)에 도입되기 시작할 때까지는, 제2 팽창기(140)에 의해 발전기(120)와 제1 팽창기(113)가 구동되게 된다. 이로 인해, 제1 팽창기(113)에 액상의 작동 매체가 도입되면 제2 팽창기(140)의 부하가 증대되어 버린다. 따라서, 기동 시 등에 바이패스 밸브(125a)를 개방함으로써, 제1 팽창기(113)의 스크류 로터(113b)를 공회전 가능한 상태로 한다.The opening and closing control unit 152 controls to open the bypass valve 125a when the second inflator 140 is driven before the first inflator 113 is driven by the working medium. For example, at start-up, the drive of the second inflator 140 is initiated by the heating medium prior to the first inflator 113 being driven by the working medium. That is, in the evaporator 111, the working medium flowing through the working medium flow path 111a is heated by the heating medium flowing through the heating medium flow path 111b to evaporate. Therefore, it is not necessarily the case that a working medium made of steam is introduced into the first inflator 113 until a certain period of time has elapsed since the heating medium flows through the heating medium circuit 130. At this time, the generator 120 and the first inflator 113 are driven by the second inflator 140 until the non-humid steam starts to be introduced into the first inflator 113. As a result, when the liquid working medium is introduced into the first inflator 113, the load of the second inflator 140 is increased. Therefore, by opening the bypass valve 125a at the time of starting, the screw rotor 113b of the first inflator 113 is made idle.

개폐 제어부(152)는 작동 매체 펌프(115)의 기동 지령을 수신하면, 바이패스 밸브(125a)를 개방하는 제어를 행하고, 그 후, 입구측 압력 센서(Ps)의 검출값과 배압 센서(Pd)의 검출값으로부터 얻어지는 압력차가 미리 설정된 임계값에 도달하면, 바이패스 밸브(125a)를 폐쇄하는 제어를 행한다. 이 압력차의 임계값은, 증발기(111)에서 작동 매체가 충분히 증발하여, 제1 팽창기(113)를 구동할 수 있는 상태라고 판단할 수 있는 압력으로 설정되어 있다.When the opening / closing control unit 152 receives the start command of the working medium pump 115, the opening / closing control unit 152 performs control to open the bypass valve 125a. Thereafter, the detection value of the inlet pressure sensor Ps and the detection value of the back pressure sensor Pd , The bypass valve 125a is closed when the pressure difference obtained from the detection value of the bypass valve 125a reaches a preset threshold value. The threshold value of the pressure difference is set to a pressure that enables the evaporator 111 to sufficiently evaporate the working medium to determine that the first inflator 113 can be driven.

또한, 바이패스 밸브(125a)의 개폐 제어는 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배압 센서(Pd)를 생략하고, 개폐 제어부(152)는 작동 매체 펌프(115)의 기동 지령을 수신하면, 바이패스 밸브(125a)를 개방하는 제어를 행하고, 그 후, 입구측 압력 센서(Ps)의 검출값이 미리 설정된 임계값에 도달하면, 바이패스 밸브(125a)를 폐쇄하는 제어를 행하도록 해도 된다. 또한, 제2 팽창기(140)의 입구측과 출구측에 각각 압력 센서(제2 입구측 압력 센서 및 제2 배압 센서)를 설치해 두고, 제2 입구측 압력 센서 및 제2 배압 센서로부터 얻어지는 압력차가 미리 설정된 임계값 이상이고, 또한 입구측 압력 센서(Ps) 및 배압 센서(Pd)로부터 얻어지는 압력차가 미리 설정된 임계값 미만일 때에, 바이패스 밸브(125a)를 개방하는 제어를 행하고, 그 후, 입구측 압력 센서(Ps) 및 배압 센서(Pd)로부터 얻어지는 압력차가 미리 설정된 임계값 이상에 도달하면 바이패스 밸브(125a)를 폐쇄하는 제어를 행하도록 해도 된다. 또한, 입구측 압력 센서(Ps) 및 배압 센서(Pd)를 생략하고, 작동 매체 펌프(115)의 기동 지령을 수신한 후, 미리 설정된 소정의 시간이 경과하면, 바이패스 밸브(125a)를 폐쇄하는 제어를 행하도록 해도 된다.The opening and closing control of the bypass valve 125a is not limited to this. For example, when the back pressure sensor Pd is omitted and the opening / closing control unit 152 receives the start command of the working medium pump 115, it controls the opening of the bypass valve 125a, When the detection value of the pressure sensor Ps reaches a predetermined threshold value, the bypass valve 125a may be closed. Further, pressure sensors (second inlet pressure sensor and second pressure sensor) are provided on the inlet side and the outlet side of the second inflator 140, respectively, and the pressure difference obtained from the second inlet pressure sensor and the second back pressure sensor Control is performed to open the bypass valve 125a when the difference in pressure between the inlet-side pressure sensor Ps and the back-pressure sensor Pd is equal to or greater than a predetermined threshold value and is less than a preset threshold value, The bypass valve 125a may be closed when the pressure difference obtained from the pressure sensor Ps and the back pressure sensor Pd reaches a predetermined threshold value or more. The bypass valve 125a is closed when a predetermined time has elapsed after omitting the inlet pressure sensor Ps and the back pressure sensor Pd and receiving the start command of the working medium pump 115 May be performed.

계속해서, 본 실시 형태에 관한 동력 발생 장치의 기동 시에 있어서의 동작 제어 방법에 대해 설명한다. 기본 플로우는 도 3에 도시하는 제1 실시 형태의 것과 마찬가지이다. 단, 본 실시 형태에서는 팽창기의 흡입측과 토출측의 차압을 사용하는 방법을 적용하고 있다.Next, a description will be given of an operation control method when the power generating apparatus according to the present embodiment is started. The basic flow is the same as that of the first embodiment shown in Fig. However, in the present embodiment, a method of using the differential pressure between the suction side and the discharge side of the inflator is applied.

동력 발생 장치를 기동하는 경우에는, 우선 제어부(150)가 기동 지령을 수신한다. 제어부(150)는 기동 지령을 접수하면, 바이패스 밸브(125a)를 개방하는 제어를 실행한다. 이때, 가열 매체 회로(130)에서는 외부의 매체 통로(135)로부터 가열 매체가 도입되어 있다. 이 가열 매체는 제2 팽창기(140)에 도입되어 팽창되고, 이에 의해 제2 팽창기(140)가 구동된다. 제2 팽창기(140)의 구동에 의해, 발전기(120)의 로터부(120a)가 회전하고, 발전기(120)는 발전을 개시한다. 제2 팽창기(140)에 의해 팽창됨으로써 감압된 가열 매체는 증발기(111)의 가열 매체 유로(111b)에 유입된다.When the power generation apparatus is started, the control section 150 first receives the start command. Upon receiving the start command, the control unit 150 performs control to open the bypass valve 125a. At this time, in the heating medium circuit 130, the heating medium is introduced from the external medium passage 135. This heating medium is introduced into the second inflator 140 and inflated, whereby the second inflator 140 is driven. By driving the second inflator 140, the rotor portion 120a of the generator 120 rotates, and the generator 120 starts generating electricity. The heating medium, which is expanded by the second expander (140) and then reduced in pressure, flows into the heating medium flow path (111b) of the evaporator (111).

한편, 순환 회로(110)에서는 기동 지령을 수신함으로써 작동 매체 펌프(115)가 기동하고, 이에 의해 작동 매체가 흐르기 시작한다. 증발기(111)에서는 가열 매체 유로(111b)의 가열 매체가 작동 매체 유로(111a)의 작동 매체를 가열한다. 증발기(111)에 있어서, 기동 시에 있어서는, 작동 매체가 충분히 증발한다고는 할 수 없고, 적어도 일부만이 증발한다. 이로 인해, 액상의 작동 매체도 증발기(111)로부터 유출되게 되지만, 바이패스 밸브(125a)가 개방되어 있으므로, 작동 매체는 제1 팽창기(113)에 유입되는 것이 아니라, 제1 팽창기(113)를 우회하여 응축기(114)에 도입된다. 이때, 제1 팽창기(113)의 스크류 로터(113b)는 회전축(123)의 회전에 의해 공전한다.On the other hand, in the circulation circuit 110, the working medium pump 115 is started by receiving the start command, whereby the working medium starts to flow. In the evaporator 111, the heating medium of the heating medium flow path 111b heats the working medium of the working medium flow path 111a. In the evaporator 111, at the time of starting, the working medium can not be sufficiently evaporated, and at least part of it evaporates. As a result, the working medium in the liquid phase flows out from the evaporator 111. However, since the bypass valve 125a is opened, the working medium is not introduced into the first inflator 113 but flows through the first inflator 113 And is introduced into the condenser 114 by bypassing. At this time, the screw rotor 113b of the first inflator 113 revolves by the rotation of the rotation shaft 123. [

그 후, 입구측 압력 센서(Ps)의 검출값과 배압 센서(Pd)의 검출값으로부터 얻어지는 압력차가 미리 설정된 임계값에 도달하면, 개폐 제어부(152)는 바이패스 밸브(125a)를 폐쇄하는 제어를 행한다. 이에 의해, 증발기(111)에서 기화된 작동 매체는 제1 팽창기(113)에 도입되고, 제1 팽창기(113)는 작동 매체에 의해 구동된다. 이에 의해, 제1 팽창기 및 제2 팽창기(140)의 구동력에 의해 발전기(120)의 로터부(120a)가 구동된다. 이것 이후, 통상 운전이 된다.Thereafter, when the pressure difference obtained from the detection value of the inlet-side pressure sensor Ps and the detection value of the back-pressure sensor Pd reaches a predetermined threshold value, the opening / closing control section 152 controls the control for closing the bypass valve 125a . Thereby, the working medium vaporized in the evaporator 111 is introduced into the first inflator 113, and the first inflator 113 is driven by the working medium. Thereby, the rotor portion 120a of the generator 120 is driven by the driving force of the first inflator and the second inflator 140. [ After this, normal operation is performed.

이상 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태의 동력 발생 장치에서는 증발기(111)에 도입되기 전의 가열 매체가 제2 팽창기(140)에서 팽창되므로, 증발기(111)에 도입될 때의 가열 매체의 압력이 종래의 구성에 비해 낮아진다. 이로 인해, 증발기(111)의 구성 부재에 발생하는 응력 변형을 저감시킬 수 있어, 증발기(111)의 부담을 경감시킬 수 있다. 또한, 제2 팽창기(140)가, 발전기(120)의 로터부(120a)가 설치된 회전축(123)에 접속되어 있으므로, 제2 팽창기(140)에 있어서, 가열 매체의 에너지를 로터부(120a)의 구동 에너지로서 취출할 수 있다. 따라서, 가열 매체의 에너지를 낭비 없이 이용할 수 있으므로, 동력 발생 장치로서의 성능을 향상시킬 수 있다. 즉, 제2 팽창기(140)에 있어서 가열 매체의 압력을 이용하는 한편, 압력이 저감된 가열 매체의 온도를 증발기(111)에 있어서 이용하는 구성으로 되어 있다. 따라서, 가열 매체가 갖는 에너지를 종래보다도 효율적으로 이용할 수 있다.As described above, in the power generator according to the first embodiment, since the heating medium before being introduced into the evaporator 111 is expanded in the second inflator 140, the pressure of the heating medium when introduced into the evaporator 111 Lt; / RTI > Therefore, the stress deformation occurring in the constituent members of the evaporator 111 can be reduced, and the burden on the evaporator 111 can be reduced. Since the second inflator 140 is connected to the rotary shaft 123 provided with the rotor portion 120a of the generator 120, the energy of the heating medium is supplied to the rotor portion 120a of the second inflator 140, Can be taken out as driving energy of the driving circuit. Therefore, since the energy of the heating medium can be utilized without waste, the performance as a power generating device can be improved. That is, the pressure of the heating medium is used in the second inflator 140, and the temperature of the heating medium in which the pressure is reduced is used in the evaporator 111. Therefore, the energy possessed by the heating medium can be utilized more efficiently than before.

또한 제3 실시 형태에서는, 제1 팽창기(113)가 작동 매체에 의해 구동되는 것보다도 먼저 제2 팽창기(140)가 구동되는 상태일 때에는 바이패스 밸브(25a)가 개방된다. 이에 의해, 제1 팽창기(113)의 스크류 로터(113b)는 공전 가능한 상태로 된다. 따라서, 발전기(120)에 접속된 제1 팽창기(113) 및 제2 팽창기(140) 중, 제2 팽창기(140)만이 구동되는 경우에 제1 팽창기(113)가 부하로 되지 않도록 할 수 있어, 제2 팽창기(140)에 있어서 효율적으로 가열 매체의 에너지를 취출할 수 있다.In the third embodiment, the bypass valve 25a is opened when the second inflator 140 is driven before the first inflator 113 is driven by the working medium. As a result, the screw rotor 113b of the first inflator 113 is in a revolvable state. Accordingly, the first inflator 113 and the second inflator 140 connected to the generator 120 can prevent the first inflator 113 from becoming a load when only the second inflator 140 is driven, The energy of the heating medium can be efficiently taken out by the second inflator 140. [

[제4 실시 형태][Fourth Embodiment]

도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 회전기 구동 시스템을 도시한다. 또한, 여기서는 제3 실시 형태와 동일 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여, 그 상세한 설명을 생략한다.6 shows a rotating machine drive system according to a fourth embodiment of the present invention. Here, the same components as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

제3 실시 형태에서는 회전축(123)이 1개의 축 부재에 의해 구성되어 있다. 이에 대해, 이 제4 실시 형태에서는 회전축(123)이 제1 축부(123a)와 제2 축부(123b)로 분단되는 동시에, 이들 제1 축부(123a) 및 제2 축부(123b)를 구동력이 전달되도록 결합하는 결합부(123c)를 갖는 구성으로 되어 있다.In the third embodiment, the rotary shaft 123 is constituted by one shaft member. On the other hand, in the fourth embodiment, the rotary shaft 123 is divided into the first shaft portion 123a and the second shaft portion 123b, and the first shaft portion 123a and the second shaft portion 123b are transmitted And an engaging portion 123c for engaging with each other.

결합부(123c)는 제1 축부(123a)와 제2 축부(123b) 사이에서 회전수를 변환하는 증감속 기구(161)에 의해 구성되어 있다. 증감속 기구(161)는 제1 축부(123a)에 접속된 제1 기어(161a)와, 제2 축부(123b)에 접속되는 동시에 제1 기어(161a)에 맞물린 제2 기어(161b)를 갖는다. 도시예에서는, 제1 기어(161a)의 잇수가 제2 기어(161b)의 잇수보다도 많은 구성으로 되어 있지만, 대체적으로, 이 반대의 구성이 채용될 수 있다. 또한, 도시예에서는, 제1 축부(123a)에 발전기(120)가 설치되는 구성으로 되어 있지만, 대체적으로, 제2 축부(123b)에 발전기(120)가 설치되는 구성도 채용될 수 있다.The engaging portion 123c is constituted by an acceleration / deceleration mechanism 161 that converts the rotation speed between the first shaft portion 123a and the second shaft portion 123b. The acceleration and deceleration mechanism 161 has a first gear 161a connected to the first shaft portion 123a and a second gear 161b connected to the second shaft portion 123b and engaged with the first gear 161a . In the illustrated example, the number of teeth of the first gear 161a is larger than the number of teeth of the second gear 161b, but the opposite configuration can be employed on the whole. Although the generator 120 is provided on the first shaft portion 123a in the illustrated example, a configuration in which the generator 120 is installed on the second shaft portion 123b may also be adopted.

제1 축부(123a)는 일단부에 있어서 제1 팽창기(113)에 접속되어 있다. 제1 축부(123a)의 타단부에는 제1 기어(161a)가 결합되어 있다. 제2 축부(123b)는 일단부에 있어서 제2 팽창기(140)에 접속되어 있다. 제2 축부(123b)의 타단부에는 제2 기어(161b)가 결합되어 있다.The first shaft portion 123a is connected to the first inflator 113 at one end. A first gear 161a is coupled to the other end of the first shaft portion 123a. The second shaft portion 123b is connected to the second inflator 140 at one end. A second gear 161b is coupled to the other end of the second shaft portion 123b.

제4 실시 형태에서는, 제1 팽창기(113)의 회전수와 제2 팽창기(140)의 회전수가 다른 경우에, 용이하게 대처 가능해진다. 즉, 제1 팽창기(113) 및 제2 팽창기(140)가 서로 다른 형식의 팽창기로 구성되는 경우이며, 정격 회전수가 다른 경우에는 제1 축부(123a)와 제2 축부(123b) 사이에 증감속 기구(161)가 설치됨으로써, 양자의 회전수차에 용이하게 대응 가능해진다.In the fourth embodiment, when the number of revolutions of the first inflator 113 and the number of revolutions of the second inflator 140 are different, it is possible to cope with them easily. That is, in the case where the first inflator 113 and the second inflator 140 are constituted by inflators of different types, and when the number of rated revolutions is different, a difference between the first and second axles 123a, By providing the mechanism 161, it becomes possible to easily deal with the rotational aberrations of both.

또한, 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 그 설명을 생략하지만 상기 제3 실시 형태와 마찬가지이다.Other configurations, operations, and effects are the same as those of the third embodiment, although the description thereof is omitted.

[제5 실시 형태][Fifth Embodiment]

도 7은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 동력 발생 장치를 도시한다. 또한, 여기서는 제3 실시 형태와 동일 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여, 그 상세한 설명을 생략한다.Fig. 7 shows a power generating apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. Here, the same components as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

제4 실시 형태에서는 결합부(123c)가 증감속 기구(161)에 의해 구성되어 있다. 이에 대해, 제5 실시 형태에서는, 결합부(123c)는 제1 축부(123a)와 제2 축부(123b)를 자기적으로 결합하는 자기 커플링(165)에 의해 구성되어 있다.In the fourth embodiment, the engaging portion 123c is constituted by the speed-increasing and reducing mechanism 161. [ On the other hand, in the fifth embodiment, the engaging portion 123c is constituted by a magnetic coupling 165 magnetically coupling the first shaft portion 123a and the second shaft portion 123b.

자기 커플링(165)의 구성은 도 2에 도시되는 제1 실시 형태의 것과 마찬가지이므로, 상세한 설명은 생략한다.Since the configuration of the magnetic coupling 165 is the same as that of the first embodiment shown in Fig. 2, detailed description is omitted.

제5 실시 형태에서는, 케이싱(113a) 내에 수용된 제1 축부(123a)는 케이싱(113a) 내에서 베어링에 의해 축 지지되므로, 이 베어링을 통해 윤활유, 작동 매체 등의 유체가 외부로 누설되는 것을 방지할 수 있고, 또한 자기 커플링(165)에 의해 제1 축부(123a)와 제2 축부(123b)를 구동 연결할 수 있다.In the fifth embodiment, since the first shaft portion 123a housed in the casing 113a is pivotally supported by the bearing in the casing 113a, it is possible to prevent the fluid such as the lubricating oil and the working medium from leaking to the outside through the bearing And the first shaft portion 123a and the second shaft portion 123b can be driven and connected by the magnetic coupling 165.

또한, 제5 실시 형태에서는 제2 축부(123b) 및 내부 삽입체(165b)가 밀폐체 내에 수용되는 구성으로 하고 있지 않지만, 제2 축부(123b) 및 내부 삽입체(165b)도 밀폐체 내에 수용되는 구성으로 해도 된다.Although the second shaft portion 123b and the inner insert 165b are not housed in the enclosure in the fifth embodiment, the second shaft portion 123b and the inner insert 165b are also accommodated in the enclosure .

또한, 제5 실시 형태에서는 자기 커플링(165)의 외통체(165a)가 구동측으로 되고, 내부 삽입체(165b)가 종동측으로 되는 구성으로 하였지만, 내부 삽입체(165b)가 구동측으로 되고, 외통체(165a)가 종동측으로 되는 구성으로 해도 된다.In the fifth embodiment, the outer body 165a of the magnetic coupling 165 is the driving side and the inner insertion body 165b is the driven side. However, the inner insertion body 165b may be the driving side, And the outer cylinder 165a may be the driven side.

그 밖의 구성, 작용 및 효과는 그 설명을 생략하지만 상기 제4 실시 형태와 마찬가지이다.Other configurations, operations, and effects are the same as in the fourth embodiment, although the description thereof is omitted.

[제6 실시 형태][Sixth Embodiment]

도 8은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 동력 발생 장치를 도시한다. 또한, 여기서는 제3 실시 형태와 동일 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여, 그 상세한 설명을 생략한다.8 shows a power generation device according to a sixth embodiment of the present invention. Here, the same components as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

제6 실시 형태에서는 회전축(123)의 베어링(170)에, 응축기(114)에 사용된 물이 윤활제로서 공급된다. 즉, 냉각 매체 회로(117)에 있어서, 응축기(114)의 하류측의 유로가, 회전축(123)의 베어링(170)에 접속되어 있다. 따라서, 응축기(114)의 냉각 매체 유로(114b)에서 작동 매체의 냉각에 사용된 냉각 매체가 베어링(170)의 윤활제로서도 이용된다. 도시예에서는, 제2 팽창기(140) 내에 배치된 베어링(170)에 냉각 매체를 도입하는 구성을 도시하고 있지만, 베어링(170)은 제2 팽창기(140) 내에 배치되어 있지 않아도 된다.In the sixth embodiment, water used in the condenser 114 is supplied to the bearing 170 of the rotating shaft 123 as a lubricant. That is, in the cooling medium circuit 117, the flow path on the downstream side of the condenser 114 is connected to the bearing 170 of the rotating shaft 123. The cooling medium used for cooling the working medium in the cooling medium flow path 114b of the condenser 114 is also used as the lubricant for the bearing 170. [ In the illustrated example, the cooling medium is introduced into the bearing 170 disposed in the second inflator 140, but the bearing 170 may not be disposed in the second inflator 140. [

제6 실시 형태에서는 윤활유를 사용할 필요가 없어, 윤활제(물)를 폐기할 때에도 수고가 들지 않는다.In the sixth embodiment, it is not necessary to use lubricating oil, so that it does not take much time to dispose of the lubricant (water).

또한, 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 그 설명을 생략하지만 상기 제3 실시 형태와 마찬가지이다.Other configurations, operations, and effects are the same as those of the third embodiment, although the description thereof is omitted.

[제7 실시 형태][Seventh Embodiment]

도 9는 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 동력 발생 장치를 도시한다. 또한, 여기서는 제3 실시 형태와 동일 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여, 그 상세한 설명을 생략한다.9 shows a power generating apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. Here, the same components as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

제7 실시 형태에서는 회전축(123)에 모터(200)의 로터부가 접속되어 있다. 즉, 제2 팽창기(140)의 스크류 로터(140a)에 있어서, 제1 팽창기(113)와는 반대측(도 9에 있어서의 우측)의 단부에 접속된 축 부재, 즉 회전축(123)의 일부인 축 부재에 모터(200)의 로터부가 접속되어 있다. 모터(200)는 회전기로서 예시된다. 모터(200)의 샤프트(201)는 압축기(190)에 접속되어, 모터(200)의 회전에 의해 압축기(190)가 구동한다. 다른 구성은 제3 실시 형태와 마찬가지이다. 압축기(190)의 구동 시에는 제1 및 제2 팽창기(113, 140)의 동력이 회전축(123) 및 회전축(123)에 접속된 샤프트(201)를 통해 압축기(190)로 전달된다. 그 결과, 모터(200)만으로 압축기(190)를 구동하는 경우에 비해 모터(200)의 소비 전력을 저감시킬 수 있다.In the seventh embodiment, the rotor portion of the motor 200 is connected to the rotating shaft 123. That is, in the screw rotor 140a of the second inflator 140, the shaft member connected to the end on the opposite side (the right side in Fig. 9) of the first inflator 113, that is, The rotor portion of the motor 200 is connected. The motor 200 is illustrated as a rotator. The shaft 201 of the motor 200 is connected to the compressor 190, and the compressor 190 is driven by the rotation of the motor 200. Other configurations are the same as those of the third embodiment. When the compressor 190 is driven, the power of the first and second inflators 113 and 140 is transmitted to the compressor 190 through the shaft 201 connected to the rotary shaft 123 and the rotary shaft 123. As a result, the power consumption of the motor 200 can be reduced as compared with the case where the compressor 190 is driven only by the motor 200. [

[그 밖의 실시 형태][Other Embodiments]

또한, 제3 내지 제7 실시 형태의 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경, 개량 등이 가능하다. 예를 들어, 증발기(111)는 작동 매체를 포화 온도 정도로 가열하여 증발시키는 증발부와, 이 증발부에서 포화 온도 정도로 가열된 작동 매체를 과열 상태로 하는 과열부를 갖는 구성으로 해도 된다. 이 경우에 있어서, 증발부와 과열부는 별개로 구성되어 있어도 되고, 혹은 일체적으로 구성되어 있어도 된다. 제6 실시 형태에서는 증발기(111)에서 증기로부터 응축된 물이 회전축(123)의 베어링(170)의 윤활제로서 이용되어도 된다. 제7 실시 형태에서는 회전축(123) 상에 압축기(190)가 설치되어, 당해 압축기(190)가 회전기 구동 시스템에 의해 직접적으로 구동되어도 된다.Further, the present invention of the third to seventh embodiments is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the evaporator 111 may be configured to include an evaporator for evaporating the working medium by heating to a saturation temperature, and a superheating unit for superheating the working medium heated to about the saturation temperature in the evaporator. In this case, the evaporating portion and the superheating portion may be configured separately or integrally. In the sixth embodiment, water condensed from the steam in the evaporator 111 may be used as a lubricant for the bearing 170 of the rotary shaft 123. [ In the seventh embodiment, the compressor 190 may be provided on the rotary shaft 123, and the compressor 190 may be directly driven by the rotary drive system.

Claims (15)

동력 발생 장치이며,
회전 기계에 대해 회전 구동력을 발생시키는 회전 기계 구동원; 및
상기 회전 기계 구동원과 협동하여 상기 회전 기계를 구동하도록 구성된 열기관으로 이루어지고,
여기서, 상기 열기관은 기화된 작동 매체를 팽창시켜 회전 구동력을 발생시키는 팽창기를 구비하고,
상기 팽창기에는 상기 팽창기의 작동 매체 입구와 작동 매체 출구를 연통하는 바이패스 배관이 설치되고,
상기 바이패스 배관에는 상기 바이패스 배관을 개폐하는 개폐 밸브가 구비되어 있고,
상기 동력 발생 장치는 상기 개폐 밸브의 개폐를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
상기 제어 장치는 상기 회전 기계 구동원 및 상기 열기관을 기동할 때에,
상기 개폐 밸브를 개방하여, 작동 매체를 상기 바이패스 배관에 유입시키도록 한 후, 상기 회전 기계 구동원을 기동시켜, 상기 팽창기로 유입되는 작동 매체가 기화되었다고 판단되었을 때에 상기 개폐 밸브를 폐쇄하도록 제어하는, 동력 발생 장치.A power generation device comprising:
A rotating machine driving source for generating a rotating driving force for the rotating machine; And
And a heat engine cooperating with the rotary machine driving source to drive the rotary machine,
Here, the heat engine includes an expander that expands the vaporized working medium to generate a rotational driving force,
Wherein the inflator is provided with a bypass pipe communicating the working medium inlet of the inflator with the working medium outlet,
Wherein the bypass piping is provided with an opening / closing valve for opening / closing the bypass piping,
Wherein the power generation device includes a control device for controlling opening and closing of the opening / closing valve,
Wherein when the rotary machine driving source and the heat engine unit are started,
Closing the on-off valve to allow the working medium to flow into the bypass pipe, and then the rotating machine driving source is started so as to close the on-off valve when it is determined that the working medium flowing into the inflator has vaporized , A power generating device. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 동력 발생 장치는 상기 팽창기의 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출기를 구비하고,
상기 제어 장치는 상기 흡입 압력 검출기에서 검출된 압력값이 소정의 압력값 이상으로 되었을 때에, 상기 팽창기로 유입되는 작동 매체가 기화되었다고 판단하는, 동력 발생 장치.2. The inflator according to claim 1, wherein the power generation device includes a suction pressure detector for detecting a suction pressure of the inflator,
Wherein the control device determines that the working medium flowing into the inflator is vaporized when the pressure value detected by the suction pressure detector reaches a predetermined pressure value or more. 제1항에 있어서, 상기 동력 발생 장치는 상기 팽창기의 흡입 압력을 검출하는 흡입 압력 검출기 및 상기 팽창기의 토출 압력을 검출하는 토출 압력 검출기를 구비하고,
상기 제어 장치는 상기 흡입 압력 검출기에서 검출된 압력값과 상기 토출 압력 검출기에서 검출된 압력값의 차가 소정의 값 이상으로 되었을 때에, 상기 팽창기로 유입되는 작동 매체가 기화되었다고 판단하는, 동력 발생 장치.The power generation apparatus according to claim 1, wherein the power generation apparatus includes a suction pressure detector for detecting a suction pressure of the inflator and a discharge pressure detector for detecting a discharge pressure of the inflator,
Wherein the control device determines that the working medium flowing into the inflator is vaporized when a difference between a pressure value detected by the suction pressure detector and a pressure value detected by the discharge pressure detector reaches a predetermined value or more. 제1항에 있어서, 상기 회전 기계가 가스 압축기이고,
상기 동력 발생 장치는 상기 가스 압축기의 배출 가스 온도를 검출하는 온도 검출기를 구비하고,
상기 제어 장치는 상기 온도 검출기에서 검출된 온도값이 소정의 온도값 이상으로 되었을 때에, 상기 팽창기로 유입되는 작동 매체가 기화되었다고 판단하는, 동력 발생 장치.The method of claim 1, wherein the rotating machine is a gas compressor,
The power generation device includes a temperature detector for detecting the temperature of the exhaust gas of the gas compressor,
Wherein the control device determines that the working medium flowing into the inflator is vaporized when the temperature value detected by the temperature detector reaches a predetermined temperature value or more. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 회전 기계 구동원이 기동된 후의 경과 시간을 측정하는 시간 측정기를 구비하고,
상기 제어 장치는 상기 시간 측정기에서 검출된 경과 시간이 소정의 시간 이상으로 되었을 때에, 상기 팽창기로 유입되는 작동 매체가 기화되었다고 판단하는, 동력 발생 장치.The control apparatus according to claim 1, wherein the control device includes a time measuring device for measuring an elapsed time after the rotary machine driving source is started,
Wherein the control device determines that the working medium flowing into the inflator has evaporated when the elapsed time detected by the time measuring device reaches a predetermined time or more. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 회전 기계 구동원 및 상기 열기관을 정지할 때에,
상기 개폐 밸브를 개방하여, 작동 매체를 상기 바이패스 배관에 유입시켜 상기 팽창기의 구동을 정지시키도록 제어하는, 동력 발생 장치.The control apparatus according to claim 1, wherein when the rotary machine driving source and the heat engine unit are stopped,
Closing valve is opened to allow the working medium to flow into the bypass pipe to stop the driving of the inflator. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 회전 기계 구동원 및 상기 열기관이 정상 운전을 하고 있는 상황 하에서, 상기 회전 기계 구동원이 정지했을 때에,
상기 개폐 밸브를 개방하여, 작동 매체를 상기 바이패스 배관에 유입시켜 상기 팽창기의 구동을 정지시키도록 제어하는, 동력 발생 장치.The control apparatus according to claim 1, wherein, under a condition that the rotary machine driving source and the heat engine unit are in normal operation, when the rotary machine driving source is stopped,
Closing valve is opened to allow the working medium to flow into the bypass pipe to stop the driving of the inflator. 제1항에 있어서, 상기 회전 기계는 공급된 가스를 고압으로 압축하는 압축기이고, 상기 회전 기계 구동원이 모터이고,
상기 압축기에서 생성된 고압 가스가 갖는 열을 상기 열기관의 증발기에 있어서의 작동 매체로의 열원으로서 사용하는, 동력 발생 장치.The rotary machine according to claim 1, wherein the rotating machine is a compressor for compressing supplied gas to a high pressure,
Wherein the heat of the high-pressure gas generated in the compressor is used as a heat source to the working medium in the evaporator of the heat engine. 제1항에 있어서, 상기 회전 기계 구동원이 증기로 이루어지는 가열 매체가 팽창함으로써 동력을 발생시키는 제2 팽창기이고,
상기 열기관의 증발기는 상기 제2 팽창기에서 팽창한 가열 매체로 상기 작동 매체를 가열하여 기화시키는, 동력 발생 장치.The rotary machine driving source according to claim 1, wherein the rotary machine driving source is a second inflator for generating power by expanding a heating medium made of steam,
Wherein the evaporator of the heat engine unit heats and vaporizes the working medium from the heating medium expanded in the second inflator. 제10항에 있어서, 상기 열기관의 회전축에 접속된 제1 축부와, 상기 제2 팽창기의 회전축에 접속된 제2 축부와, 상기 제1 축부와 상기 제2 축부를 구동력이 전달하도록 결합하는 결합부를 갖고,
상기 결합부는 상기 제1 축부와 상기 제2 축부 사이에서 회전수를 변환하는 증감속 기구로 이루어지는, 동력 발생 장치.11. The compressor according to claim 10, further comprising: a first shaft portion connected to a rotary shaft of the heat engine; a second shaft portion connected to a rotation shaft of the second inflator; and a coupling portion coupling the first shaft portion and the second shaft portion, Have,
Wherein the engaging portion comprises an increasing and decreasing mechanism for changing the number of revolutions between the first shaft portion and the second shaft portion. 제10항에 있어서, 상기 제2 팽창기의 회전축의 베어링에는 상기 열기관의 응축기에 사용된 물, 또는 상기 열기관의 증발기에 있어서 상기 증기로부터 응축한 물이 윤활제로서 공급되는, 동력 발생 장치.11. The power generating device according to claim 10, wherein water used as a condenser of the heat engine or water condensed from the steam in an evaporator of the heat engine is supplied to the bearing of the rotary shaft of the second inflator as a lubricant. 제1항에 있어서, 상기 열기관의 회전축에 접속된 제1 축부와, 상기 회전 기계 구동원의 회전축에 접속된 제2 축부와, 상기 제1 축부와 상기 제2 축부를 구동력이 전달하도록 결합하는 결합부를 갖고,
상기 제1 축부 및 상기 제2 축부의 적어도 한쪽은 밀폐체 내에 수용되어 있고,
상기 결합부는 상기 제1 축부와 상기 제2 축부를 자기적으로 결합하는 자기 커플링으로 이루어지는, 동력 발생 장치.2. The rotary machine of claim 1, further comprising: a first shaft portion connected to a rotary shaft of the heat engine; a second shaft portion connected to a rotary shaft of the rotary machine drive source; and a coupling portion coupling the first shaft portion and the second shaft portion, Have,
At least one of the first shaft portion and the second shaft portion is housed in the enclosure,
And the coupling portion comprises a magnetic coupling magnetically coupling the first shaft portion and the second shaft portion. 제1항에 기재된 동력 발생 장치의 운전 방법이며, 상기 열기관 및 상기 회전 기계 구동원을 기동할 때에는, 상기 개폐 밸브를 개방하여, 상기 작동 매체를 상기 바이패스 배관에 유입시키도록 한 후, 상기 열기관 및 상기 회전 기계 구동원을 기동시켜, 상기 팽창기로 유입되는 작동 매체가 기화되었다고 판단되면, 상기 바이패스 배관의 개폐 밸브를 폐쇄하고,
상기 열기관 및 상기 회전 기계 구동원을 정지할 때에는, 상기 개폐 밸브를 개방하여, 상기 작동 매체를 상기 바이패스 배관에 유입시켜 상기 팽창기의 구동을 정지하는, 동력 발생 장치의 운전 방법.A method for operating a power generating apparatus according to claim 1, wherein, when starting the heat engine and the rotary machine drive source, the open / close valve is opened to allow the working medium to flow into the bypass pipe, Closing valve of the bypass line is closed when it is determined that the rotary machine driving source is started and the working medium flowing into the inflator is vaporized,
Wherein when the heat engine and the rotary machine drive source are stopped, the opening / closing valve is opened to allow the working medium to flow into the bypass pipe to stop driving the inflator. 제1항에 기재된 동력 발생 장치의 운전 방법이며, 상기 회전 기계 구동원이 정상 운전을 하고 있는 상황 하에서, 상기 회전 기계 구동원이 정지했을 때에는, 상기 개폐 밸브를 개방하여 상기 작동 매체를 상기 바이패스 배관에 유입시켜 상기 팽창기의 구동을 정지하는, 동력 발생 장치의 운전 방법.A method for operating a power generating apparatus according to claim 1, wherein, when the rotating machine driving source is stopped under a condition that the rotating machine driving source is in a normal operation, the opening / closing valve is opened to connect the working medium to the bypass pipe And stops the driving of the inflator.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1399878B1 (en) * 2010-05-13 2013-05-09 Turboden Srl ORC SYSTEM AT HIGH OPTIMIZED TEMPERATURE
IT1402363B1 (en) * 2010-06-10 2013-09-04 Turboden Srl ORC PLANT WITH SYSTEM TO IMPROVE THE HEAT EXCHANGE BETWEEN THE SOURCE OF WARM FLUID AND WORK FLUID
EP2673511B1 (en) * 2011-02-10 2019-06-05 Ingersoll-Rand Company Compressor system including gear integrated screw expander
JP5715111B2 (en) * 2012-12-12 2015-05-07 株式会社神戸製鋼所 Power generation device and power generation system
JP2014171350A (en) * 2013-03-05 2014-09-18 Kobe Steel Ltd Power generation device and power generation method
KR20150017610A (en) * 2013-08-07 2015-02-17 삼성테크윈 주식회사 Compressor system
JP6194274B2 (en) * 2014-04-04 2017-09-06 株式会社神戸製鋼所 Waste heat recovery system and waste heat recovery method
JP6194273B2 (en) * 2014-04-04 2017-09-06 株式会社神戸製鋼所 Waste heat recovery device and waste heat recovery method
JP6387245B2 (en) * 2014-05-15 2018-09-05 日産自動車株式会社 Engine waste heat utilization device
JP6242769B2 (en) * 2014-08-21 2017-12-06 株式会社神戸製鋼所 Compression device
JP6342755B2 (en) * 2014-09-05 2018-06-13 株式会社神戸製鋼所 Compression device
BE1023904B1 (en) 2015-09-08 2017-09-08 Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap ORC for converting waste heat from a heat source into mechanical energy and compressor installation that uses such an ORC.
JP6649464B2 (en) * 2016-02-26 2020-02-19 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Power generation system, management device and substrate processing device
AT518522B1 (en) * 2016-07-18 2017-11-15 Avl List Gmbh METHOD FOR DETECTING A LEAKAGE IN A HEAT RECOVERY SYSTEM
JP2019019797A (en) * 2017-07-20 2019-02-07 パナソニック株式会社 Cogeneration system and operation method of the same
CN107286963A (en) * 2017-08-11 2017-10-24 安徽工业大学 Coke oven coke oven uprising tube afterheat steam recycling system and recoverying and utilizing method
JP6913007B2 (en) * 2017-11-16 2021-08-04 株式会社神戸製鋼所 Piping members and fluid transport equipment
JP2019143533A (en) 2018-02-20 2019-08-29 いすゞ自動車株式会社 Waste heat utilization device
CN109667635A (en) * 2019-01-29 2019-04-23 江苏金通灵流体机械科技股份有限公司 The a variety of waste heats recycling organic rankine cycle system and application method of pneumoelectric alliance
SE2051385A1 (en) * 2020-11-27 2022-05-28 Climeon Ab Turbine and turbine-generator assembly with magnetic coupling
CN113898435B (en) * 2021-11-11 2024-05-03 重庆江增船舶重工有限公司 Control structure and method of supercritical carbon dioxide turbine generator set
CN117885706B (en) * 2024-03-04 2024-08-02 青岛理工大学 Pneumatic braking system and braking method for small-sized organic Rankine cycle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50135516A (en) * 1974-04-15 1975-10-27
JPS50152250A (en) * 1974-05-29 1975-12-08
JP4240155B1 (en) * 2008-03-06 2009-03-18 三浦工業株式会社 Steam system
JP2010133284A (en) 2008-12-02 2010-06-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Power generation system

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2166362A1 (en) * 1970-06-15 1974-01-03 Nikolaus Laing THERMAL POWER PLANT WITH CLOSED STEAM CIRCUIT
US4099385A (en) * 1976-01-28 1978-07-11 Westinghouse Electric Corp. Extended fuel cycle operation for pressurized water reactor plants
US4494379A (en) * 1983-04-21 1985-01-22 Mcfarland Lorrell C Vapor driven power system
JP2677787B2 (en) * 1986-11-06 1997-11-17 バブコツク日立株式会社 Boiler control device
JPH0250055A (en) * 1988-08-08 1990-02-20 Yazaki Corp Rankine cycle engine driving compression freezer
US5483797A (en) * 1988-12-02 1996-01-16 Ormat Industries Ltd. Method of and apparatus for controlling the operation of a valve that regulates the flow of geothermal fluid
US6393840B1 (en) * 2000-03-01 2002-05-28 Ter Thermal Retrieval Systems Ltd. Thermal energy retrieval system for internal combustion engines
DE10010920A1 (en) * 2000-03-06 2001-09-13 Laufenberg Josef Method and device are for conversion of low temperature heat energy into mechanical energy with heat transmission and heat pump work circuit feeds
CN2777449Y (en) * 2004-11-19 2006-05-03 天津大学 Working condition converting and controlling device for double screw rod compressor-decompressor
US7730729B2 (en) * 2005-02-10 2010-06-08 Panasonic Corporation Refrigerating machine
JP2008175402A (en) 2005-04-14 2008-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Operating method of refrigerating cycle device
US7886550B2 (en) * 2005-05-06 2011-02-15 Panasonic Corporation Refrigerating machine
JP4946840B2 (en) * 2006-12-08 2012-06-06 ダイキン工業株式会社 Refrigeration equipment
CA2679612C (en) * 2007-03-02 2018-05-01 Victor Juchymenko Controlled organic rankine cycle system for recovery and conversion of thermal energy
US7950230B2 (en) * 2007-09-14 2011-05-31 Denso Corporation Waste heat recovery apparatus
CN201125751Y (en) * 2007-10-24 2008-10-01 陈深佃 Power generation system using low temperature heat power supply or environment heat power supply to generate power
JP5495293B2 (en) * 2009-07-06 2014-05-21 株式会社日立産機システム Compressor
JP5389710B2 (en) * 2010-03-24 2014-01-15 サンデン株式会社 Waste heat utilization system for internal combustion engine and motor generator device used in the system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50135516A (en) * 1974-04-15 1975-10-27
JPS50152250A (en) * 1974-05-29 1975-12-08
JP4240155B1 (en) * 2008-03-06 2009-03-18 三浦工業株式会社 Steam system
JP2010133284A (en) 2008-12-02 2010-06-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Power generation system

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