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技術 バイナリー発電ユニット

出願人 株式会社神戸製鋼所
発明者 松村昌義壷井昇足立成人
出願日 2020年2月12日 (2年0ヶ月経過) 出願番号 2020-021865
公開日 2021年9月2日 (5ヶ月経過) 公開番号 2021-127712
状態 未査定
技術分野 特殊なサイクルを用いた機関設備 タービンの細部・装置 蒸気機関設備
主要キーワード 各枝流路 冷却流体流路 作動流体流路 内室内 シェルアンドチューブタイプ 枝流路 回収弁 減圧効果
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2021年9月2日)のものです。
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図面 (7)

課題

外部の真空ポンプを用いずに作動流体回収率を上げることができるバイナリー発電ユニットを提供する。

解決手段

バイナリー発電ユニット1は、作動流体の循環路4と、循環路4に接続され作動流体を一時的に貯留するレシーバ18と、ポンプ8と蒸発器10との間の部位から分岐してレシーバ18に作動流体を導入させる分岐流路25と、ポンプ8から吐出された液状の作動流体が蒸発器10に向けて流れる通常運転状態と分岐流路25に流入する回収運転状態との間で切り換えを行う切換手段30と、切換手段30が回収運転状態にあるときに、ポンプ8で昇圧された液状の作動流体を駆動流体として循環路4に存するガス状の作動流体を吸引するエジェクタ28と、を備える。

概要

背景

図6に示すように、特許文献1に開示されたバイナリー発電ユニットでは、作動流体循環経路71に送液ポンプ72、熱交換器73、蒸気タービン74及び復水器75が設けられ、作動流体の循環により、蒸気タービン74を駆動して発電を行う。この特許文献1に開示されたバイナリー発電ユニットでは、作動流体の循環経路71における送液ポンプ72の吐出側から回収ライン76が分岐している。回収ライン76に配置された回収弁77を開放した状態で送液ポンプ72を駆動することにより、回収ライン76を通じて回収タンク78に作動流体を回収することができる。

概要

外部の真空ポンプを用いずに作動流体の回収率を上げることができるバイナリー発電ユニットを提供する。バイナリー発電ユニット1は、作動流体の循環路4と、循環路4に接続され作動流体を一時的に貯留するレシーバ18と、ポンプ8と蒸発器10との間の部位から分岐してレシーバ18に作動流体を導入させる分岐流路25と、ポンプ8から吐出された液状の作動流体が蒸発器10に向けて流れる通常運転状態と分岐流路25に流入する回収運転状態との間で切り換えを行う切換手段30と、切換手段30が回収運転状態にあるときに、ポンプ8で昇圧された液状の作動流体を駆動流体として循環路4に存するガス状の作動流体を吸引するエジェクタ28と、を備える。

目的

本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ポンプ蒸発器膨張機及び凝縮器を有する作動流体循環路と、前記循環路の作動流体を一時的に貯留可能なレシーバと、前記循環路における前記ポンプと前記蒸発器との間の部位から分岐して前記レシーバに作動流体を導入させる分岐流路と、前記ポンプから吐出された液状の作動流体が前記蒸発器に向けて流れる通常運転状態と前記分岐流路に流入する回収運転状態との間で切り換えを行う切換手段と、前記分岐流路に設けられ、前記切換手段が前記回収運転状態にあるときに、前記ポンプで昇圧された液状の作動流体を駆動流体として、前記循環路における、前記切換手段により前記ポンプからの前記作動流体の供給を止められた部位に存するガス状の作動流体を吸引するエジェクタと、を備えているバイナリー発電ユニット

請求項2

前記ガス状の作動流体が前記エジェクタに流通することを許容する状態と、前記ガス状の作動流体が前記エジェクタに流通することを阻止する状態との間で切り換えを行う吸引切換手段と、を備えている請求項1に記載のバイナリー発電ユニット。

請求項3

前記膨張機をバイパスするように前記循環路に接続されたバイパス流路と、前記ガス状の作動流体が前記バイパス流路を流通することを許容する状態と、前記ガス状の作動流体が前記バイパス流路を流通することを阻止する状態との間で切り換えを行うバイパス切換手段と、を備えている請求項1に記載のバイナリー発電ユニット。

請求項4

前記レシーバは、前記循環路における前記凝縮器と前記ポンプとの間に配置されている請求項1から3の何れか1項に記載のバイナリー発電ユニット。

請求項5

前記切換手段が前記回収運転状態にあるときに、前記レシーバに溜められる作動流体を冷却する冷却装置を備えている請求項1から4の何れか1項に記載のバイナリー発電ユニット。

請求項6

前記冷却装置は、ボルテックスクーラによって構成されている請求項5に記載のバイナリー発電ユニット。

技術分野

0001

本発明は、バイナリー発電ユニットに関する。

背景技術

0002

図6に示すように、特許文献1に開示されたバイナリー発電ユニットでは、作動流体循環経路71に送液ポンプ72、熱交換器73、蒸気タービン74及び復水器75が設けられ、作動流体の循環により、蒸気タービン74を駆動して発電を行う。この特許文献1に開示されたバイナリー発電ユニットでは、作動流体の循環経路71における送液ポンプ72の吐出側から回収ライン76が分岐している。回収ライン76に配置された回収弁77を開放した状態で送液ポンプ72を駆動することにより、回収ライン76を通じて回収タンク78に作動流体を回収することができる。

先行技術

0003

特開2014−190276号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に開示されたバイナリー発電ユニットでは、送液ポンプ72を用いて循環経路71内の作動流体を回収タンク78に回収する。このため、この発電ユニットにおいて回収できる作動流体は、復水器75で液化した作動流体の一部だけであり、作動流体の回収率が低い。したがって、作動流体の回収率を上げたい場合には、真空ポンプを循環経路71に外部から接続して、真空ポンプを用いて作動流体の抜き取りを行わなければならない。

0005

本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外部の真空ポンプを用いなくても作動流体の回収率を上げることのできるバイナリー発電ユニットを提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

前記の目的を達成するため、本発明に係るバイナリー発電ユニットは、ポンプ蒸発器膨張機及び凝縮器を有する作動流体の循環路と、前記循環路の作動流体を一時的に貯留可能なレシーバと、前記循環路における前記ポンプと前記蒸発器との間の部位から分岐して前記レシーバに作動流体を導入させる分岐流路と、前記ポンプから吐出された液状の作動流体が前記蒸発器に向けて流れる通常運転状態と前記分岐流路に流入する回収運転状態との間で切り換えを行う切換手段と、前記分岐流路に設けられ、前記切換手段が前記回収運転状態にあるときに、前記ポンプで昇圧された液状の作動流体を駆動流体として、前記循環路における、前記切換手段により前記ポンプからの前記作動流体の供給を止められた部位に存するガス状の作動流体を吸引するエジェクタと、を備えている。

0007

本発明によるバイナリー発電ユニットでは、切換手段が回収運転状態にある状態でポンプが作動すると、ポンプは液状の作動流体を吸い込み、この液状の作動流体を吐出する。吐出された作動流体は分岐流路に圧送される。この作用により、液状の作動流体が分岐流路を通じてレシーバ内に送られる。このとき、エジェクタは、ポンプで昇圧された液状の作動流体を駆動流体として、循環路における、切換手段によりポンプからの作動流体の供給を止められた部位に存するからガス状の作動流体を吸引する。このエジェクタにより吸引作用により、循環路に残存するガス状の作動流体を吸引することができ、ガス状の作動流体もレシーバ内に溜めることができる。よって、外部の真空ポンプを用いなくても、作動流体の回収率を高めることができる。

0008

前記バイナリー発電ユニットは、前記ガス状の作動流体が前記エジェクタに流通することを許容する状態と、前記ガス状の作動流体が前記エジェクタに流通することを阻止する状態との間で切り換えを行う吸引切換手段と、を備えていてもよい。

0009

この態様では、切換手段が回収運転状態にあるときに、吸引切換手段が、ガス状の作動流体がエジェクタに流通することを許容する状態に切り換えられる。一方で、切換手段が通常運転状態にあるときには、吸引切換手段が、ガス状の作動流体がエジェクタに流通することを阻止する状態に切り換えられる。したがって、通常運転時には、循環路を循環するガス状の作動流体がエジェクタに流通せず、作動流体が循環路を循環する状態を維持することができる。その一方で、回収運転時には、循環路内のガス状の作動流体をエジェクタにより吸引することが可能となる。

0010

前記バイナリー発電ユニットは、前記膨張機をバイパスするように前記循環路に接続されたバイパス流路と、前記ガス状の作動流体が前記バイパス流路を流通することを許容する状態と、前記ガス状の作動流体が前記バイパス流路を流通することを阻止する状態との間で切り換えを行うバイパス切換手段と、を備えていてもよい。

0011

この態様では、切換手段が回収運転状態にあるときに、バイパス切換手段が、循環路に存するガス状の作動流体がバイパス流路に流入することを許容する状態に切り換えられることにより、作動流体の回収時に膨張機を通過させることなく作動流体を回収することができる。したがって、循環路に存するガス状の作動流体を一層容易に回収することができる。

0012

前記バイナリー発電ユニットにおいて、前記レシーバは、前記循環路における前記凝縮器と前記ポンプとの間に配置されていてもよい。

0013

この態様では、循環路における液状の作動流体の一時的に溜まる部位と、ガス状の作動流体の回収部位とを、レシーバで共用化することができる。

0014

前記バイナリー発電ユニットは、前記切換手段が前記回収運転状態にあるときに、前記レシーバに溜められる作動流体を冷却する冷却装置を備えていてもよい。

0015

この態様では、作動流体をレシーバに溜めるときに、レシーバに溜まる作動流体の温度が徐々に上昇することを抑制することができる。この結果、作動流体がガスの状態でレシーバ内に溜まることを抑制でき、レシーバの内圧が徐々に上昇して回収効率が低下してしまうことをより抑制することができる。

0016

前記冷却装置は、ボルテックスクーラによって構成されていてもよい。この態様では、圧縮空気が得られるところに設置される場合に特に有効である。つまり、ボルテックスクーラは、圧縮空気を用いて簡便に冷風を作り出すことができるため、圧縮空気が得られるのであれば、簡便に作動流体を冷却することが可能となる。

発明の効果

0017

以上説明したように、本発明によれば、外部の真空ポンプを用いなくても作動流体の回収率を上げることができる。

図面の簡単な説明

0018

本発明の実施形態によるバイナリー発電ユニットを概略的に示す図である。
本発明のその他の実施形態によるバイナリー発電ユニットを概略的に示す図である。
本発明のその他の実施形態によるバイナリー発電ユニットを概略的に示す図である。
本発明のその他の実施形態によるバイナリー発電ユニットを概略的に示す図である。
本発明のその他の実施形態によるバイナリー発電ユニットを概略的に示す図である。
従来のバイナリー発電ユニットを概略的に示す図である。

実施例

0019

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

0020

本実施形態によるバイナリー発電ユニット1は、ランキンサイクルを利用した発電ユニットであり、図1に示すように、ポンプ8と、蒸発器10と、膨張機14と、凝縮器16、レシーバ18とを備えている。ポンプ8、蒸発器10、膨張機14、凝縮器16及びレシーバ18はこの順で、作動流体が循環する循環路4に接続されている。本実施形態によるバイナリー発電ユニット1では、作動流体が循環路4を通じてポンプ8、蒸発器10、膨張機14、凝縮器16及びレシーバ18を順に流れるという循環回路が構成されている。作動流体としては、水よりも沸点の低い冷媒が用いられる。

0021

ポンプ8は、循環路4における凝縮器16の下流側(蒸発器10と凝縮器16との間)に位置しており、作動流体を加圧するように構成されている。ポンプ8は、凝縮器16で凝縮された液状の作動流体を所定の圧力まで加圧して蒸発器10に送り出す。ポンプ8として、インペラロータとして備える遠心ポンプや、ロータが一対のギアからなるギアポンプ等が用いられる。

0022

蒸発器10は、循環路4におけるポンプ8の下流側(ポンプ8と膨張機14との間)に位置している。蒸発器10は、作動流体が流れる作動流体流路10aと、熱源流体が流れる熱源流体流路10bとを有している。本実施形態では、蒸発器10は、シェルアンドチューブタイプの熱交換器によって構成されていて、熱源流体流路10bは中空状のシェルに構成され、作動流体流路10aはシェル内に配置された伝熱管によって構成されている。ただし、蒸発器10の構成はこれに限られるものではない。

0023

熱源流体流路10bには、外部の熱源から供給された熱源流体が流れる。作動流体流路10aを流れる作動流体は、熱源流体流路10bを流れる熱源流体と熱交換して蒸発する。熱源流体としては、例えば高温空気水蒸気等が挙げられる。また、バイナリー発電ユニット1がに搭載されるような場合には、熱源流体として、内燃機関に導入される掃気エアーや内燃機関から排出される排ガスが用いられてもよい。

0024

膨張機14は、循環路4における蒸発器10の下流側(蒸発器10と凝縮器16との間)に位置している。膨張機14は、図略のロータ部がケーシング内に配置された構造であり、ケーシング内に導入された作動流体が膨張することによりロータ部が駆動される。詳しくは、膨張機14は、蒸発器10で得られる蒸発圧力から凝縮器16で得られる凝縮圧力までガス状の作動流体が膨張する過程で、ロータ部が駆動される。膨張機14には、ロータ部に生じる駆動力が伝達されるように発電機20が接続されている。膨張機14においてガス状の作動流体が膨張することにより発電機20を駆動し、これにより発電が行われる。

0025

凝縮器16は、循環路4における膨張機14の下流側(膨張機14とレシーバ18との間)に位置している。凝縮器16は、膨張機14から排出されたガス状の作動流体を凝縮させて液状の作動流体とするものである。凝縮器16は、ガス状の作動流体が流入する作動流体流路16aと、冷却水等の冷却流体が流れる冷却流体流路16bとを有している。冷却流体流路16bには、冷却通路22を通して供給される冷却水、海水等の冷却流体が流れる。作動流体流路16aを流れる作動流体は、冷却流体流路16bを流れる冷却流体と熱交換することにより凝縮する。

0026

レシーバ18は、循環路4における凝縮器16の下流側(凝縮器16とポンプ8との間)に位置している。レシーバ18には、凝縮器16で得られた液状の作動流体が一時的に溜められる。

0027

循環路4には、分岐流路25と吸引流路26とが接続されている。分岐流路25は、循環路4におけるポンプ8と蒸発器10との間の部位から分岐しており、レシーバ18に繋がっている。吸引流路26は、循環路4における膨張機14と凝縮器16との間の部位から分岐しており、後述のエジェクタ28に接続されている。

0028

分岐流路25には、エジェクタ28が設けられている。エジェクタ28は、分岐流路25を流れる液状の作動流体を噴出する図略のノズルを有しており、このノズルによる作動流体の減圧効果により、吸引流路26を通して循環路4からガス状の作動流体を吸引するように構成されている。エジェクタ28から噴出された液ガス混合の作動流体は、分岐流路25を通してレシーバ18に流入する。

0029

バイナリー発電ユニット1には、ポンプ8から吐出された作動流体が蒸発器10に向けて流れる状態(通常運転状態)と、蒸発器10に流入せずに分岐流路25に流入する状態(回収運転状態)との間で、運転状態の切り換えを行う切換手段30が設けられている。切換手段30は、循環路4における分岐流路25の分岐部よりも下流側に配置された第1弁30aと、分岐流路25におけるエジェクタ28よりも上流側に配置された第2弁30bと、を有する。第1弁30aが開放されるとともに第2弁30bが閉じられると通常運転状態となり、第2弁30bが開放されるとともに第1弁30aが閉じられると回収運転状態となる。第1弁30a及び第2弁30bは、コントローラ32から送られる信号によって制御される。

0030

第1弁30a及び第2弁30bは、それぞれ開閉弁によって構成されているが、1つの三方弁(図示省略)によって構成されていてもよい。この場合、三方弁は、循環路4における分岐流路25の分岐部に配置され、ポンプ8と蒸発器10とを連通するとともにポンプ8とエジェクタ28との間を遮断する通常運転状態と、ポンプ8とエジェクタ28とを連通するとともにポンプ8と蒸発器10との間を遮断する回収運転状態との2つの状態を取り得る。

0031

バイナリー発電ユニット1には、循環路4に存するガス状の作動流体がエジェクタ28に吸引されることを許容する状態(吸引許容状態)と、循環路4に存するガス状の作動流体がエジェクタ28に吸引されることを阻止する状態(吸引阻止状態)との間で切り換えを行う吸引切換手段34が設けられている。吸引切換手段34は、吸引流路26に配置された第3弁34aと、循環路4における吸引流路26の分岐部よりも下流側に配置された第4弁34bと、を有する。なお、図例では、第4弁34bは、循環路4における凝縮器16とレシーバ18との間に配置されている。第3弁34aが開放されるとともに第4弁34bが閉じられると吸引許容状態となり、第3弁34aが閉じられるとともに第4弁34bが開放されると吸引阻止状態となる。第3弁34a及び第4弁34bは、コントローラ32から送られる信号によって制御される。

0032

第3弁34a及び第4弁34bは、それぞれ開閉弁によって構成されているが、1つの三方弁によって構成されていてもよい。この場合、三方弁は、循環路4における吸引流路26の分岐部に配置され、循環路4からエジェクタ28に向けて作動流体が流れることを許容するとともに循環路4からレシーバ18に作動流体が流入することを阻止する吸引許容状態と、循環路4からエジェクタ28に向けて作動流体が流れることを阻止するとともに循環路4からレシーバ18に作動流体が流入することを許容する吸引阻止状態と、の2つの状態を取り得る。

0033

図例では、循環路4及び分岐流路25には、切換手段30又は吸引切換手段34を構成する弁の他にも弁が配置されている。具体的に、循環路4におけるレシーバ18とポンプ8との間に第5弁37が配置され、また、分岐流路25におけるエジェクタ28よりも下流側に第6弁38が配置されている。これらの弁37,38は、コントローラ32から送られる信号によって制御される。

0034

バイナリー発電ユニット1には、レシーバ18に溜められる作動流体を冷却するための冷却装置40が設けられている。本実施形態では、冷却装置40は、レシーバ18に冷風を吹き付けてレシーバ18を冷却するように配置されている。

0035

冷却装置40は、圧縮空気から冷風を生成するボルテックスクーラによって構成されている。ボルテックスクーラは、一方向に延びる円筒形内室(図示省略)を有するとともに、この内室内に導入された圧縮空気がらせん状に高速で流れるように構成されている。らせん状に流れた圧縮空気は、その一部が、内室の一端部において軸方向に反転して中心軸付近を流れる。このとき中心軸付近では低圧となっているため、膨張によって温度が低下し、内室の他端部に位置する吹き出し口から冷風として吹き出される。なお、内室の一端部にも吹き出し口が形成されていて、この吹き出し口からは、残りの圧縮空気が熱風として吹き出される。冷却装置40に圧縮空気を導入する配管には開閉弁42が設けられている。開閉弁42は、コントローラ32から送られる信号によって制御される。

0036

循環路4には、循環路4内に作動流体を供給するための供給路44が接続されている。供給路44は、循環路4におけるレシーバ18とポンプ8との間の部位に接続されている。作動流体の供給源を供給路44に接続した状態で、供給路44に配置された供給弁44aを開放し、ポンプ8を作動させると、供給路44を通して作動流体を循環路に供給することができる。なお、供給路44を省略してもよい。

0037

循環路4には、循環路4外に作動流体を排出するための排出路46が接続されている。排出路46は、循環路4におけるポンプ8と蒸発器10との間の部位に接続されている。排出路46に配置された排出弁46aを開放した状態でポンプ8を作動させると、排出路46を通して液状態の作動流体を外部に排出することができる。なお、排出路46を省略してもよい。

0038

ここで、本実施形態によるバイナリー発電ユニット1の運転動作について説明する。バイナリー発電ユニット1を運転するときには、コントローラ32は、第1弁30a、第4弁34b及び第5弁37を開放するとともに、第2弁30b、第3弁34a及び第6弁38を閉じる。また、コントローラ32は、冷却装置40の開閉弁42も閉じた状態とする。

0039

この状態でポンプ8が作動すると、ポンプ8から吐出された液状の作動流体は循環路4を通じて蒸発器10の作動流体流路10aに流入する。蒸発器10において、液状の作動流体は、熱源流体流路10bを流れる熱源流体によって加熱されて蒸発し、ガス状の作動流体となる。ガス状の作動流体は膨張機14に導入されてロータ部を駆動する。これにより、ガス状の作動流体が膨張するとともに温度が低下する。一方で、ロータ部が駆動することにより発電が行われるため、熱源流体の熱を電力として回収することができる。

0040

膨張機14において低温低圧となったガス状の作動流体は凝縮器16に流入する。凝縮器16において、作動流体流路16aを流れる作動流体は、冷却流体流路16bを流れる冷却流体によって冷却されて凝縮し、液状の作動流体となる。液状の作動流体は、凝縮器16から流出した後、レシーバ18に貯留される。レシーバ18内の作動流体は、ポンプ8に吸い込まれる。循環路4ではこのような作動流体の循環が行われる。

0041

バイナリー発電ユニット1には、Oリング等のパッキン軸受け等が用いられているため、これらの部材の交換を行う等のメンテナンスが必要である。そのようなときには、循環路4に封入されている作動流体をレシーバ18に収容させる回収運転を行うことになる。

0042

回収運転を行う場合、コントローラ32は、循環路4内が飽和蒸気圧となって略平衡状態となる程度まで第4弁34bを開けた状態で第1弁30aを閉じておき、その後、第4弁34bを閉じるとともに、第2弁30b、第3弁34a、第5弁37及び第6弁38を開放する。また、コントローラ32は、冷却装置40の開閉弁42を開放する。なお、図1では、開放された弁が白抜きで示され、閉じられた弁が黒く塗りつぶされて示されている。

0043

この状態でポンプ8が作動すると、ポンプ8から吐出された液状の作動流体は分岐流路25に流入してエジェクタ28に導入される。エジェクタ28では、液状の作動流体がノズルから噴出されるのに伴って生ずる減圧作用により、吸引流路26を通して循環路4からガス状の作動流体がエジェクタ28に吸引される。そして、液状の作動流体とガス状の作動流体とが混合した状態で分岐流路25を通してレシーバ18に溜められる。

0044

ガス状の作動流体がレシーバ18に導入されるのに伴ってレシーバ18内が昇温するとともに昇圧する可能性があるため、冷却装置40によって生成された冷風をレシーバ18に吹き付けることにより、レシーバ18内のガス状の作動流体を冷却し凝縮を促進させる。これにより、レシーバ18内の圧力が上がることを抑制し、レシーバ18内に作動流体が溜められやすい状態にしている。エジェクタ28がガス状の作動流体を吸引できない程度まで循環路4内のガス状の作動流体が減ると、ポンプ8を停止し、全ての弁を閉じる。

0045

以上説明したように、本実施形態では、切換手段30が回収運転状態にある状態でポンプ8が作動すると、ポンプ8はレシーバ18内の液状の作動流体を吸い込み、この液状の作動流体を吐出する。吐出された作動流体は分岐流路25に圧送される。この作用により、液状の作動流体が分岐流路25を通じてレシーバ18内に送られる。このとき、エジェクタ28は、ポンプ8で昇圧された作動流体を駆動流体として、切換手段30によりポンプ8からの作動流体の供給を止められた部位から作動流体を吸引する。このエジェクタ28により吸引作用により、ガス状の作動流体を吸引することができ、ガス状の作動流体もレシーバ18内に溜めることができる。よって、外部の真空ポンプを用いなくても、作動流体の回収率を高めることができる。

0046

また、切換手段30が回収運転状態にあるときに、吸引切換手段34が、ガス状の作動流体がエジェクタ28に流通することを許容する状態に切り換えられる。一方で、切換手段30が通常運転状態にあるときには、吸引切換手段34が、ガス状の作動流体がエジェクタ28に流通することを阻止する状態に切り換えられる。したがって、通常運転時には、循環路4を循環する作動流体がエジェクタ28に流通せず、作動流体が循環路4を循環する状態を維持することができる。その一方で、回収運転時には、循環路4内のガス状の作動流体をエジェクタ28により吸引することが可能となる。

0047

また、本実施形態では、レシーバ18に溜められる作動流体を冷却する冷却装置40が設けられているため、作動流体をレシーバ18に溜めるときに、レシーバ18に溜まる作動流体の温度が徐々に上昇することを抑制することができる。この結果、作動流体がガスの状態でレシーバ18内に溜まることを抑制でき、レシーバ18の内圧が徐々に上昇して回収効率が低下してしまうことをより抑制することができる。

0048

また本実施形態では、冷却装置40がボルテックスクーラによって構成されているため、圧縮空気が得られるところに設置される場合に特に有効である。つまり、ボルテックスクーラは、圧縮空気を用いて簡便に冷風を作り出すことができるため、圧縮空気が得られるところに設置されるのであれば、簡便に作動流体を冷却することが可能となる。なお、冷却装置40は、ボルテックスクーラによって構成されていなくてもよく、例えばチラー等によって構成されていてもよい。

0049

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。

0050

例えば、前記実施形態では、第1〜第6弁30a、30b、34a、34b、37、38及び開閉弁42がコントローラ32によって開閉制御される構成としたが、これに限られるものではない。第1〜第6弁30a、30b、34a、34b、37、38及び開閉弁42は、手動開閉される構成であってもよい。

0051

前記実施形態では、吸引流路26が循環路4における膨張機14と凝縮器16との間の部位から分岐する構成としたが、これに限られるものではない。例えば、吸引流路26は、循環路4における蒸発器10と膨張機14との間の部位から分岐してもよく、あるいは、循環路4における凝縮器16とレシーバ18との間の部位から分岐してもよい。また、循環路4における第1弁30aと蒸発器10との間の部位から分岐してもよい。

0052

前記実施形態では、吸引流路26が1本の流路によって構成されているが、これに限られるものではない。例えば、図2に示すように、吸引流路26は、エジェクタ28に接続された主流路26aと、それぞれ下流端が主流路26aに接続された複数の枝流路と、を備えた構成であってもよい。図2では、枝流路として、循環路4における蒸発器10と膨張機14との間の部位から分岐する第1枝流路26bと、循環路4における膨張機14と凝縮器16との間の部位から分岐する第2枝流路26cと、循環路4における凝縮器16とレシーバ18との間の部位から分岐する第3枝流路26dと、が設けられた構成を示している。この構成では、第3弁34aは、各枝流路26b〜26dに配置されている。なお、3つの枝流路を有する構成に限られず、何れか2つの枝流路を有する構成であってもよい。循環路4における枝流路26b、26c、26dの接続部位は、何れも、切換手段30によりポンプ8からの作動流体の供給を止められた部位である。なお、枝流路(吸引流路26)は、循環路4における第1弁30aと蒸発器10との間の部位に接続されていてもよい。この部位も、切換手段30によりポンプ8からの作動流体の供給を止められた部位となる。

0053

図3に示すように、循環路4には、膨張機14をバイパスするようにバイパス流路48が接続されていてもよい。バイパス流路48の一端部は、循環路4における蒸発器10と膨張機14との間の部位に接続され、バイパス流路48の他端部は、循環路4における膨張機14と凝縮器16との間の部位に接続されている。なお、バイパス流路48の他端部は、吸引流路26の分岐部よりも上流側において循環路4に接続されている。

0054

バイパス流路48には、バイパス切換手段としてのバイパス弁50が配置されている。バイパス弁50が開放されると、循環路4に存する作動流体がバイパス流路48に流入することを許容される。バイパス弁50が閉じられると、循環路4に存する作動流体がバイパス流路48に流入することを阻止される。コントローラ32は、切換手段30が回収運転状態にあるときには、バイパス弁50を開放する。これにより、作動流体の回収時に膨張機14を通過させることなく作動流体を回収することができる。したがって、循環路4に存するガス状の作動流体をより一層容易に回収することができる。

0055

前記実施形態では、冷却装置40がレシーバ18を冷却する構成としたが、これに限られるものではない。例えば、図4に示すように、冷却装置40は、分岐流路25を冷却するように構成されていてもよい。この場合でも、冷却装置40は、レシーバ18に溜められる作動流体を冷却する構成となる。図4に示す例では、冷却装置40が分岐流路25におけるエジェクタ28の下流側において作動流体を冷却する構成を示しているが、冷却装置40は、分岐流路25におけるエジェクタ28の上流側において作動流体を冷却する構成としてもよい。分岐流路25において、冷却装置40が取り付けられる部位は、フィン付き管によって構成されていてもよい。この場合、インナーフィンであってもアウターフィンであってもよい。なお、レシーバ18自体を冷却する方が冷却効率が高いため、冷却装置40は、レシーバ18自体を冷却する構成であるのが好ましい。また、冷却装置40を省略してもよい。

0056

前記実施形態では、レシーバ18が循環路4に1つ接続された構成としたが、2つ以上のレシーバが循環路4に接続されていてもよい。また、レシーバ18は循環路4に対して着脱可能に接続された構成としてもよい。

0057

また、前記実施形態では、エジェクタ28が設けられた分岐流路25を1つ備えた構成としたが、2つ以上の同様な分岐流路を備えた構成としてもよい。

0058

また、図5に示すように、循環路4に接続されたレシーバ18に加え、分岐流路25に接続されたレシーバ55を備えていてもよい。この場合、レシーバ55がレシーバ18よりも上側に配置され、レシーバ55内の作動流体が重力でレシーバ18に流れ込むようになっていてもよい。レシーバ55は分岐流路25に対して着脱可能に接続されていてもよい。分岐流路25には、レシーバ55とレシーバ18の間に開閉弁57が設けられていてもよい。開閉弁57は、レシーバ55内の作動流体をレシーバ18内に流入させる際に開放され、それ以外のときは閉じられる。

0059

図5の形態において、レシーバ18は、省略されてもよい。この構成では、分岐流路25の一端部が、循環路4におけるポンプ8と蒸発器10との間の部位に接続される一方で、分岐流路25の他端部は、循環路4における凝縮器16とポンプ8との間の部位に接続された構成となる。この構成でも、作動流体がレシーバ55に一時的に貯留される構成となる。この場合、開閉弁57は省略される。なお、図5には冷却装置40が図示されていないが、この形態でも冷却装置40が設けられていてもよい。

0060

図1図5に示す形態では、分岐流路25は、循環路4におけるポンプ8と蒸発器10との間の部位から分岐してレシーバ18に繋がる構成であるが、これに限られない。例えば、分岐流路25は、レシーバ18に繋がる構成に代えて、循環路4における凝縮器16とレシーバ18との間の部位に繋がることにより、作動流体をレシーバ18に導入させる構成であってもよい。また、分岐流路25、エジェクタ28および吸込流路26は、循環路4に対して着脱可能な構成であってもよい。

0061

1 :バイナリー発電ユニット
4 :循環路
8 :ポンプ
10 :蒸発器
14 :膨張機
16 :凝縮器
18 :レシーバ
25 :分岐流路
28 :エジェクタ
30 :切換手段
34 :吸引切換手段
40 :冷却装置
48 :バイパス流路
50 :バイパス弁
55 :レシーバ

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