JP2005518493A - 廃熱及び太陽光源から電気及び動力の生成のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

密閉サイクルに充填された冷媒のループを備え、低級廃熱／太陽光エネルギーからの電力の回収。圧縮された冷媒流体は、高圧ガスに変わる間に熱エネルギーを抽出するために廃熱／太陽光源に接続された熱交換器（１４）を介して大気温度で送り込まれる。加熱され／圧縮された冷媒ガスは、流体が約０psigで冷却されたガスに膨張する間に出力軸（２６）を作動させるために膨張機（２０）に吸い込まれる。冷却された冷媒ガスは低圧、大気温度で液体に凝縮し、加圧下、熱交換器に行き再利用される。膨張機は逆に配管されたガス圧縮機で、圧縮された高温の冷媒は通常は出口である所にて吸い込まれ、通常の入口は膨張機の末端部になっている。冷媒ガスの質量流温度／圧力降下は、電気を作り出すために直結機械式動力取り出しのために、或いは同期またはインダクティブ発電機に結合する膨張機軸を回転させる。

Description

関連出願に対するクロスレファレンス

これは、合衆国法典第３５巻第１１９条に基づき優先権主張された、２００２年２月２５日に出願された特許仮出願番号第６０／３６０，０７２号の正規の米国及びＰＣＴ出願である。

発明の分野

本発明は、廃熱源（waste heat sources）からの直結機械的（direct mechanical）及び電気的の双方による動力の生成の分野、さらに具体的には、低級廃棄物焼却或いはプロセス加熱、及び太陽エルルギ源からの動力の生成に関するものである。独創的な動力生成システム及び方法は、モジュール式、スキッドマウント形（skid-mounted）システムとして好ましい実施形態において実現されているが、産業又は商業生産装置に関連して固定式動力生成用の恒久的な設備にも適合させられる。この独創的なシステムは、限定するものではないが、一例として、密閉ループ内における作動流体（冷媒）の循環により廃熱源からのエネルギーの回収を採用し、この密閉ループでは、同期誘導式に、或いは直接的な機械式動力取り出し装置として機能するように、発電機に動力供給するための動力取り出し装置を有する膨張器ユニットを通じて圧力降下がある。好ましい膨張器は、高温、高圧作動流体で逆に運転するように変更されたガス圧縮機である。冷媒のループは、ヒートシンク（heat sink）、好ましくは液冷または空冷式クーリングタワーにより冷却される凝縮器を含んでいる。上記生成の適切な選択により、ＤＣまたはＡＣ（単相または多相）電力の双方が得られる。システムは、低級廃熱源からの費用効率のよい動力の回収を許容しており、重要なことであるが、この独創的なシステムの所用運転動力は作り出された動力の僅かな比率で、典型的なものでは、作り出された動力の１０％よりも小さい。

発明の背景

現在、膨大な量の廃熱が多種多様な産業的または商業的プロセス及び運転により日々生成されている。これらは、典型的なものでは、暖房運転からの廃熱、プロセススチームボイラーの廃熱、機械的及び電気的システム冷房等に及んでいる。典型的なものでは、廃熱は低級で、即ち、それは約３５０°Ｆよりも低く、そして約２５０°Ｆよりも低いことがよくあり、値が低いので、従来の熱回収システムは、そのような熱源からのエネルギーの回収を経済的なものにするように十分な効率で運転していない。最終結果は、大量の廃熱が大気、地面又は水に放出され、それにより全般的な温室効果に寄与し、かつ事実上運転コストを上昇させている。

低効率の光電池を除き、太陽エネルギーシステムは動力源の役目を果たすために必要とされる範囲よりも十分に低い最高温度の高温ガスまたは液体を作り出す。どちらかと言えば、太陽エネルギーは、主に暖房や高温水の生成のために使用され、その理由はそれらの適用が１００−１５０°Ｆのオーダで供給温度を必要とするだけであり、それはソーラーシステムの出力から抽出され得るΔＨに匹敵するのにまさに十分低い。

従って、低級廃熱及びソーラーシステムから低級廃熱やソーラーシステムからのコスト効率のよい動力の回復のためのシステム及び方法を提供する差し迫った必要性があり、それにより化石燃料及び太陽エネルギーを含むエネルギー源からの動力生成の全般的な効率が改善され、そのシステムは、固定的な動力生成に適合され、或いは可搬性のためにスキッドマウント形モジュール式ユニットとして形成される。

発明の概要

本発明は、システム及び方法からなり、低級廃熱及び太陽エネルギー装置から動力の回収のために運転アルゴリズム（operating algorithms）（例えば、ＰＬＣ−割り込み可能な（enabled）コントロールアルゴリズム）を含むコンピュータプログラムを含んでいる。

その最も広い実施において、本発明のシステムは、廃熱或いは太陽光利用装置の出力が接続された熱交換器を介して、当初大気温度近くで加圧下の流体として送り出される冷媒の密閉サイクルループを備えている。この冷媒流体は、高圧ガスに変えられるプロセスにおいて、熱交換器における熱源から熱エネルギーを抽出する。加熱され、圧縮されたガスは、流体が約０psig或いはそれよりも低圧で冷却されたガス或いはガス／流体の混合状態に膨張する間に出力軸を作動させるために膨張機に吸い込まれる。冷却されたガス状態の冷媒は、さらに凝縮器で冷却され、この凝縮器は冷媒を低圧でほぼ大気温度の液体に変える。それから、液体の冷媒は、循環を繰り返すために熱交換器を介して、加圧下、送り出されて戻る。

膨張機は、目下のところ好ましい実施形態では、変更され、独創的なシステムに逆に配管されたガス圧縮機からなっている。即ち、圧縮機は、入口にて圧縮された熱い冷媒ガスを受け入れるように配管され、それは通常、圧縮機の出口端である。独創的なシステムにおいて逆にされた圧縮機の通常の入口はガス状態の冷媒の出口端になっている。冷媒ガスの圧力及び温度の降下は圧縮機軸を回転させ、これはそれにより直結式機械的動力取り出しとして用いられ、或いは電気を作り出すために同期式或いは誘導式発電機に結合される。

独創的な本システムにおいて膨張機として機能するために適合させられ、変更させられた好ましいタイプの圧縮機は、分離した多段式の圧縮機よりもむしろ連続的なタイプの圧縮機である。好ましい膨張機はオイルフリータイプであるが、以下の例で用いられている現在のベストモードの膨張機は、圧縮機のスクリューを潤滑するためのオイル循環路を有するスクリュー圧縮機である。独創的な本システムは漏洩を生じることなく充填された冷媒システムを用いているので、冷媒ガスが軸受を通り過ぎて大気に漏れるのを防ぐために、圧縮機の軸受は完全にシールされていること、即ち軸受が大気に開口すべきでないことが好ましい。

軸受潤滑のためのオイル循環路を有する圧縮機が用いられている場合には、膨張機を出る膨張させられた冷媒ガスが膨張機の潤滑オイルを取り除くためにオイル分離器を通過させられることは本発明の重要な側面である。この分離器の油溜めは、膨張機の軸受及びロータにオイル潤滑を与えるポンプ用のオイルタンクである。さらに、膨張機オイルの選択及び使用は、冷媒の特性或いはシステム作動に化学的或いは熱力学的に影響を及ぼさないように冷媒と両立できるものでなければならない。現在好ましい作動流体（冷媒）はＲ１２３，２４５ＦＡ，Ｒ１３４Ａ，Ｒ２２等を含んでいる。膨張機用の好ましいオイルは、例えばポリオールエステル（polyolester）オイル（ＲＬ６８Ｈ）のような合成の、作動流体と両立し得るオイルを含んでいる。

凝縮器は、熱交換器として働き、冷媒ガスから熱を抽出し、その間に、冷媒ガスは略大気温度で液体に凝縮する。この凝縮器は、水冷式或いは空冷式のクーリングタワー、或いは他の適当なヒートシンクにより冷却され、ガスのマスフロー（mass flow）の完全な凝縮のために必要なΔＴをもたらすようにサイズが定められる。この凝縮器の液冷媒出口は、冷媒循環ポンプ（the Working Fluid Pump,即ちＷＦＰ）に対して重力ヘッド（gravity head）をもたらすための保持タンク或いは液溜め（sump）として働く受液器に接続している。

冷媒ＷＦＰボンプは、本システムのループの高圧側、好ましくは受液器と熱交換器の入口側との間に配置されるのがよい。このポンプは、その位置において、略大気温度を維持しつつ、熱交換器内への入口のための設計パラメータまで液冷媒の圧力を上昇させる。

独創的な本動力生成システムの制御システムは、ポンプとバルブ用のＰＬＣコントローラに加えて、適当な温度、流量、出力及び状態センサー、及びシステムの始動、定常状態運転、運転停止、及びアップセット（upset）制御のための１またはそれよりも多くの制御アルゴリズムを含んでいる。

システムの動力出力は作動流体ポンプ（ＷＦＰ）の流速により制御される。ＷＦＰの速度は、ＰＬＣにより生成されるアナログ電圧信号で可変周波数駆動部（ＶＦＤ）により制御される。ＷＦＰは、選択された膨張機入力圧力、選択された膨張機入力温度、及び膨張機をはさんで選択された温度差ΔＴが維持されるように駆動される。制御システムには、三つのループが存在する。制御システムループ１，膨張機入力温度ループは、ＷＦＰの流速に粗調整を提供する。制御システムループ２，膨張機出力温度ループは、膨張機をはさんで温度差ΔＴをもたらすために膨張機入力温度に関連して膨張機出力温度を用いている。制御システムループ３は、膨張機入力圧力に従って、ＷＦＰに流速コマンド信号を修正する。いくつかの温度及び圧力信号は、ＰＬＣのＣＰＵにより処理され、そして熱力学方程式、検索（lookup）テーブル或いはグラフのディジタル表示により調整される。動的信号調整（dynamic signal conditioning）のために、選択的ＰＩＤアルゴリズムが適用される。積分器の作用は、所望のレベルでＶＦＤへの電圧信号を維持するために適用されている。緊急停止を含む異常状態を扱うための標準的リミットブロックが必要とされることがあり、例えば、そこでは熱源或いは熱交換器の温度が低く過ぎ、ΔＴの要求が満たされず、作動流体が凝縮器を出て部分的にガス状態のままとなり、クーリングタワーが（例えば、独創的なユニットが設置されたエリアにおける大気温度、圧力或いは湿度の状態のため）作動せず、或いは不十分で、膨張機が軸受の問題に見舞われる等である。

始動、膨張機または／及び発電機の出力の調整（例えば、配管網の負荷（grid load）の要求に対応するため）、運転停止、緊急停止の間、或いは異常状態防止、或いは解決を助けるために、熱交換器出力部（熱交換器の高圧側上流）を凝縮器の上流（膨張機の低圧側）に接続するソレノイドバルブを含むガスバイパス流路を採用するのが好ましい。このバイパスループにおけるソレノイドバルブは、常開（N.O）バルブで、それは緊急停止のために、或いは動力空費（loss）の際に開く。プロセスモジュレータバルブは、熱交換器出力部と膨張機入力部、好ましくはバイパスライン接続部の下流側との間のラインに配置されている。第２カウンターアクティング緊急停止バルブはモジュレータバルブの下流（膨張機入口の上流）に配置されている。このバルブは、常閉（N.C.）で、それは緊急停止の間、或いは動力空費の際に閉じ、同時にバイパスループの緊急バルブは開く。

例えば、始動においては、熱交換器の出口側及び膨張機は負圧下にある。独創的な本システムは、ループと熱交換器への熱源入口の双方の冷媒の熱及び質量流を監視し、そしてフィードバック、フィードフォワード或いは所定のテーブル、グラフ、或いは制御アルゴリズムに従った運転曲線を含んでもよい。

膨張機の入力軸の速度に相応しいどんなタイプ或いはサイズの同期（synchronous）或いは誘導（inductive）発電機も採用され得る。例えば、ＤＣ動力はＤＣ発電機で生成される。担或いは３相のＡＣ動力は、適当な発電機で生成される。発電機ユニットは、受入れ動力配電網が局所的、地域的であるか広域であるかを問わず、その配電網、即ち、生成された動力が供給或いは販売される配電網の負荷要求に対応させるために従来の速度制御及び自動ゲートウェイ制御を含んでいる。試作テストにおける独創的な本システムにより生成された動力は、極めてクリーンでスパイクもないことが証明された。

限定の目的ではなく、一例として、現在の設計パラメータは、２２０°Ｆのガス、蒸気或いは水を熱交換器に供給する廃熱源を出所とする独創的な本システムは、熱交換器への８５°Ｆ、１２５psigのΔＰの入口において４．２gpmの冷媒流体流れで、８％のシステム動力の引き抜き（draw）で５０−６０Ｈｚ、１２０−２４０Ｖ ＡＣ、単或いは３相の１５ＫＷ動力を、同期発電機を介して、生成することを許容している。３相の動力はまた、システムループにおいてより大きい膨張機及び発電機ユニットで２３００Ｖ，４１６０Ｖ或いは１３．５ＫＶの高い電圧で生成される。定常状態運転の間、独創的な本システムがシステム作動（例えば、コントローラ及びポンプ作動）のための動力の一部を使用することが好ましいが、動力の他の発生源が始動のために使用され、かつ全般的な運転のために使用され得ることは理解されるべきである。

本システムは、非ランキンサイクルシステムで、そこではそれは低圧、典型的な例では、膨張機の入力側で１００−１５０psig、膨張機の出力側で４−５"の真空度で作動する。独創的な本システムは、熱源に合わせてある大きさに作られ、本システムが簡単な据え付けのために、工場組立てで、モジュール式で、船積みできるユニットとして供給され、顧客現場で据え付けられるようにスキッドマウント形にできるのが都合がよい。そのようなモジュール式ユニット形式では、独創的な本システムのユニットは、ＰＬＣ或いは他のタイプのコントローラ、センサー、配管、バルブ、ポンプ、膨張機、発電機、オイル分離器（オイルループ潤滑される膨張機を必要とする場合）、凝縮器、バイパス及び受液器、圧縮された冷媒の熱交換器への入口を膨張機への出口に接続するためのフランジ、及び凝縮器用ヒートシンクへの接続のためのフランジを含んでいる。この凝縮器のヒートシンクは、好ましくは別個のスキッド上の独創的な本システムの部分として与えられるクーリングタワーであるのがよく、或いは部分的な（local）、既存のクーリングタワー或いは他のヒートシンクでもよい。同様に、熱交換器は、廃熱或いは太陽熱流体源入口、及び熱交換器への出口、及びシステム冷媒ポンプからの入口、及び膨張機への入口の接続のためのフランジを伴ったセパレート形スキッド上に与えられる。そして、典型的な本独創的システムは、簡単な現場据付け、及び運転上のセットアップのための一致させる接続部を有する１−３のスキッドマウント形ユニットの予め製造されたモジュールで供給される。

別の実施形態では、本発明のシステムは、冷媒ループにおける複数の熱交換器を採用できる。この実施形態では、採用され得る現実面での多くの具現化がある。例えば、異なる熱源からの二つの熱交換器が、一方がもう一つの上流側に、配置され、その結果、第１のものは、冷媒を膨張機入口側に入る前に選択された圧力で急速気化（flash）させてガスにする冷媒温度に上昇させる第２のものを通過する前の冷媒の予熱器として作用する。この配置では、この予熱器は、さらにより低級の廃熱源から、或いは下流の熱交換器からの出口に接続されてもよい。後者の場合、熱交換器は直列に、システムループ内の冷媒の流れ方向に対して対向流となるように配置される。

従って、独創的な本動力生成システムは、約２００−２５０°Ｆという低い熱源からの廃熱或いは太陽熱エネルギーの効率的な抽出、及び多種多様な用途に対して有用な量で電気的な及び直結の軸動力の生成を許容し、電気の配電網システムへの両立できる動力の供給から、システム或いは機械の作動のための現場で使用される電気的或いは機械的動力に及んでいる。冷媒流体の質量流及び流体のタイプが、膨張機の仕事出力（work output）を特別な巻き線係数を有する選択された誘導、或いは非同期式の発電機の要求に合わせるために選択されるであろう。典型的な例では、１７５０−１８５０rpm領域で作動する誘導発電機に対して、フィールドワインディング（field winding）はグリッド（grid）により構築され、その結果、出力電気動力はグリッド上に“推し進め”られる（グリッドに供給される）。

ステーター側の多相励起源に接続された誘導機（induction machine）は、もしもそのロータが上記同期速度で外部手段により機械的に駆動され、かつモータのスリップが負になるならば、発電するように作られる（即ち、動力の流れがモータのそれに比して逆にさせられるであろう）。即ち、誘導モータ、もしもＡＣ動力源（外部グリッド或いは回路）に接続された場合にその上記同期速度で駆動されるならば、外部回路に戻る動力を提供するであろう。この多相励起源は、誘導モータがその動力を生成するものであろう。即ち、誘導発電機は、電気動力システムと並列に作動させられ、或いは蓄電器により補完される負荷とは独立していなければならない。独立した作動のために、発電機の速度は、一定の周波数を維持するために負荷とともに増大させられねばならず、電圧は、蓄電器とともに制御される。

この並列状況はオーバーホール負荷（overhauling load）により誘導モータ内に作り出され、それはまた主要モータ（prime motor）により同期より大きい速度でロータを駆動することにより強要されるであろう。約５００hpまでの範囲では、誘導モータは、主要な動力源としてではなく、誘導発電機として使用されるであろう。生成は有用な多相源なしでは不可能で、この源は、供給システムへの動力の重ね合わされた誘導電流配送にもかかわらず、励起電流成分（そして、それにより同期フラックス（flux））を提供しなければならない。

誘導発電機は、ロックされた（locked）ローターインピーダンスにより分けられたターミナル電圧に等しい瞬時３相、Ｒ，Ｓ，Ｔ，短絡回路電流を発する。その減衰速度は低過渡（sub-transient）時定数に対応して、同じ定格の同期発電機のそれよりも非常に速く、維持されている短絡回路電流はゼロである。誘導発電機の長所は、ステーター回路がポーザーシステム（poser system）に対して閉じられるときに自己同期する（self-synchronize）能力である。誘導発電機はまた、その回転かごロータ構造の故、高速、高周波数発電機用に使用されてきた。

以下の詳細な記述は、一例として、本発明の原理の限定の目的ではなく、本発明を明らかにしている。この記述は当業者に本発明をなし、使用することを分かり易く可能にし、本発明を遂行するためのベストモードであると現在信じられているものを含み本発明のいくつかの実施形態、適用、変形、代案及び使用を記述している。

本発明は、いくつかの図に明らかにされており、多くのパーツ、相互関係、及びそのサブコンビネーションが単一の特許タイプの図面において簡単には十分明らかに出来ない十分な複雑性を有するものである。明瞭及び簡潔さのために、いくつかの図面は、概略的に示し、或いは開示されている発明の特別な特徴、側面或いは原理の記述に図面において本質的でない部分を省いている。従って、一特徴のベストモードの実施形態は、一図面に示され、別の特徴のベストモードは別の図面に引き出されているであろう。材料及びテストデータに関し、一側面或いは特徴のベストモードの実施形態は、一つの例において示され、そして異なる側面のベストモードは一或いはより多くの他の例、テスト、構造、方策或いは議論において引き出されるであろう。

この明細書に引用されている全ての刊行物、特許及び出願は、個々の刊行物、特許或いは出願が参考のために組み込まれるべきであると明白に述べられているかのようにここに参考のために組み込まれている。

図１は、独創的な本システム及び方法の構成要素の例示的なブロック図で、冷媒の密閉ループにおける相、流速、温度、バイパスループ及びオイル分離ループを示し、ここにはオイルを必要とする圧縮機が膨張機として使用されている。全般的なシステム１０は、配管された密閉ループで、これに対して熱源１２は熱交換器１４への廃熱或いは太陽熱を供給し、そこに圧縮された低温の（例えば、周囲温度の）液冷媒が管路１６を介して流入し、そしてそこから加熱され、圧縮されたガス冷媒が管路１８を介して膨張機２０へと流出する。作動例として、例えば、排出蒸気、温水、熱い燃焼排ガス、太陽エネルギー或いは地熱エネルギーのような熱源１２からの廃熱入力が、２２０°Ｆで熱交換器１４に入力され、そして２２０°Ｆで出て行く一方、管路１６における圧縮された作動流体（例えば、Ｒ１２３）が８０°Ｆ、１２５psigで熱交換器に投入され、そして２２０°Ｆ、１２５psigで出て行き、そこからオイルフリー膨張機２０に供給される。この例では、凝縮器からの液作動流体出口は４''Ｗ．Ｃ．（真空度）である。廃熱作動流体は、熱交換器の底部に８０°Ｆで流入し、１２５psigの最高蒸気圧、２２０°Ｆの最高温度で熱交換器の上部から流出する冷たい作動流体とともに、対向流で熱交換器を通って流動する。この廃熱流体は熱交換器の上部に入り、冷やされた流体はその底部から出る。

本ベストモードでは、膨張機２０はシールされ、正規の出口端部が圧縮されたガス冷媒用の入口２２になるようにされた油潤滑されるスクリュー圧縮機である。膨張機の吐出端部２４が正規の入口端部である。膨張機の出力軸２６は図示しない動力取り出しユニット（例えば、プーリー、ギアーシステム等）或いは発電機２８を駆動し、そこから動力が選択的に送電網（grid）３０に供給され、或いは望むように局所的に利用される。

膨張機では、ホットガスがブレード或いはスクリューを回転させ、０psig近くまでの圧力、入口温度と周囲温度のおおよそ中間の温度への降下を介してエネルギーを解放する。部分的に冷却されたガスが管路３２を介してオイル分離器３４に吐出され、その油溜めから分離された油が油ループライン３８を介して膨張機２０に戻る。ところでオイルを濾過されたガス冷媒は管路４０を介して凝縮器４２に進み、ここで周囲温度まで冷却され、原則的に０psigで液体に凝縮され、管路４４を介して凝縮器を出て行く。凝縮器は、例えば出口管路４５を介して凝縮器４２に、そして入口管路４７に、そしてポンプ４９に接続された水冷式或いは空冷式クーリングタワー４６のようないずれかの適宜ヒートシンクにより冷却される。管路４４を介して凝縮器４２を出て行く冷却された液作動流体／冷媒は、管路１６を介して熱交換器１４の冷媒ループ入口側に戻る液冷媒を圧縮し、送り出す高圧ポンプ５０のリザーバ／液溜まりとして働く受液器４８に進む。

バイパスループ５２は、起動、異常状態の改善、エマージェンシー制御において役立つように熱交換器の冷媒ループ出口側とオイル分離器の出口側との間で接続されている。エマージェンシーシャットダウンソレノイドバルブ５４ａ，５４ｂ、モジュレータバルブ５６及びチェックバルブ５７が運転を支援している。これらのバルブ、管路に適切に配置されたセンサー（端に文字“Ｓ”を付した短い線で示されている。）、熱交換器、膨張機、オイル分離器、凝縮器、クーリングタワー及び受液器がコントローラ５８に接続されている。文字Ｓ，Ｆ，Ｌ及びＲは、それぞれ圧力及び温度センサー入力、フローメータ入力、液体レベルセンサー入力、シャフト回転速度センサー入力及び同様な他の適当なコントローラ入力を表している。コントローラ５８は、例えばバルブ、Ｖ、ポンプ、Ｐ、バイパス調整及びコントロールバルブ、Ｂ等のようなシステムへの出力のための適当な回路及びコントロールアルゴリズムを含んでいる。発電機ユニット２８は、受け入れる送電網がローカルで地域的であろうと、広域エリアであろうと、その負荷要求に適合させるために従来のスピードコントロール及び自動ゲートウェイシステム（図示せず）を含んでいる。適当なチェックバルブ、調整バルブ、及び安全バルブが回路における最良例に応じて採用されている。

本発明は、システム及び構成要素（例えば、発電機、ポンプ、オイルフィルタ、凝縮器、熱交換器及びクーリングタワー）の状況及び作動、情報伝達、データベース操作、履歴トラッキング及びレポーティング、プロセッシング及び伝票発行（billing）の管理のための完全なコンピュータシステムを含んでいる。本発明のシステムは、本ユニットをリースしている顧客に対する運用管理を容易にし、システム運用及び動力生産量または／及び送電網への販売を達成するために、陸上通信線、無線電信或いは人工衛星により遠隔のホストサイトにリンクされ得る。この独創的なシステムのコンピュータは、システムオペレーション、サブシステムの状況及び動力販売を作り出し、送信し、アーカイブに保管し、検索し、そして読み出すためのコミュニケーションツールを含んでいる。

サイトオペレーション（site operation）、コミュニケーション、ＬＡＮ、ＷＡＮ或いはインターネット利用の経営及びアーカイブを構成するプロセスは、実行されると直ちにいくつかの図に示され、ここに記述されているオペレーションを行うコンピュータで実行可能な指示としてソフトウェアにて遂行されるであろう。この独創的なシステムのサーバーは、１或いはそれよりも多くのコンピュータとして遂行され、インターネット上にサイトを提供し、固定的で、広く情報のウェブページにサービスし、このシステムの選択された性能或いは状況を示す動的ウェブページを作りだし、これにサービスするためのサーバーソフトウェアが組み込まれ、そしてここに記述されている動力生産及び流通管理を容易にするために容易に調整されるであろう。動的ウェブページは、個々の顧客に合わせられ、インターネットにリンクされたアクセスデバイス（デスクトップ及びラップトップコンピュータ、ネットワークコンピュータ等）を介して顧客からの個々の要望に応じて急いで作り出されるであろう。

本発明のコンピュータは、例えば１或いはそれよりも多くのＰＬＣコントローラ、顧客コンピュータ、サーバーコンピュータ、（リレーショナル及び階層型の双方の）データベースコンピュータ、ストレージコンピュータ、ルータ、インターフェイス、周辺入出力装置として、システム構造に組み込まれ、そのシステム及びレポーティング及びマネージメントネットワークを一緒になって遂行する。この独創的なシステムに使用されるコンピュータは、典型的なものでは、一つのバスに接続された少なくとも一つのプロセッサ及びメモリーを含んでいる。このバスは、メモリーバス、或いはメモリーコントローラ、周辺バス、及び種々のバス構造及びプロトコルのいずれかを使用しているプロセッサ及びローカルバスを含み、いずれか一つ或いはそれよりも多くの何等かの適宜バス構造のものであってよい。このメモリーは、典型的な例では、揮発性メモリー（例えば、ＲＡＭ）及び固定及び／または取り外し可能な不揮発性メモリーを含んでいる。不揮発性メモリーは、限定されるものではないが、ＲＯＭ、フラッシュカード、レイドアレイ（RAID array）ドライブを含むハードディスクドライブ、フロッピーディスク、ミニドライブ、ジップドライブ、メモリースティク、ＰＣＭＣＩＡカード、テープ、例えばＣＤ−ＲＯＭドライブ、ワーム（WORM）ドライブ、ＲＷ−ＣＤＲＯＭドライブ等のような光学ドライブ（optical drive）、ＤＶＤドライブ、光磁気ドライブ等を含む。種々のメモリータイプは、情報及びイメージの保存に供し、コンピュータ読み取り可能な命令（instructions）、データ構造、プログラムモジュール、オペレーティングシステム、オペレーティングアルゴリズム、及びコンピュータにより使用される他のデータを含んでいる。

ネットワークインターフェイスは、種々のサイトコンピュータ、ルータ、顧客コンピューティングデバイス、熱源供給者及び動力顧客（power customer）間のデータ交換のためのデータコミュニケーションネットワーク（ＬＡＮ，ＷＡＮ及び／またはインターネット）へのインターフェイスを提供するためにバスに結合されている。このシステムはまた、例えば、キーボード、キーパッド、タッチパッド、マウス装置、トラックボール、スキャナ、プリンタ、スピーカ、マイクロホン、メモリー媒体読取り機、ライティングタブレット、カメラ、モデム、ネットワークカード、ＲＦ、ファイバーオプティックス、ＩＲトランシーバ等のような個々の周辺装置と情報伝達をもたらすためにバスと結合された少なくとも一つの周辺インターフェイスをも含んでいる。

種々のプログラムモジュールが、ＯＳ、サーバーシステムプログラム、オペレーティングプログラム、アプリケーションプログラム及び他のプログラムモジュール及びデータを含むメモリーに保存される。ネットワーク化された環境では、プログラムモジュールはネットワークに結合された幾つかのコンピューティングデバイス間に分配され、必要に応じて使用される。プログラムが実行されると、プログラムは少なくとも部分的にコンピュータメモリーに読み込まれ、そしてここに記述された操作的で（operational）、計算論的で（computational）、アーカイブ形式の（archival）分類（sorting）、スクリーニング（screening）、分類、フォーマッティング（formatting）、レンダリング（rendering）、プリンティング及びコミュニケーション機能及びプロセスを遂行するための指示を含んでいる。

顧客、操作履歴（operation history）、使用及び他のそのようなデータは、１組或いはそれよりも多くのシステムプログラムにデータレコードに保存され、それは、データレコードがテーブルに体系化されているリレーショナルデータベース（階層型、ネットワーク型或いは他のタイプのデータベースも）として構成される。そのようなレコードは、予め決められた選択可能な関係に従って、お互いに選択的に関連付けられてもよく、その結果、例えば、１つのテーブルにおけるデータレコードはもう一つのテーブルにおける動力顧客及び／または熱源供給者用の対応するレコードに相互に関連付けられ、そして相互関係或いは個別のデータが、ここに記述の動力生成の独創的な方法態様に従って、スクリーン上のレンダリング、プリントアウト或いは他の働きを要求できる。

図２及び３は、図１に一点鎖線で輪郭が描かれている独創的な本システム１０のスキッドマウント形コアサブシステム６０の等角図である。図２は、流体入口／出口側から見られており、圧縮された冷媒入口の熱交換器への接続、及び出口の膨張機への接続のためのフランジ、及び凝縮器用ヒートシンクへの接続のためのフランジとともに、コントローラ、センサー、配管、バルブ、ポンプ、膨張機、発電機、オイル分離器、凝縮器、バイパス及び受液器を含み、一方、図３は、発電機側から見られた図２のスキッドマウント形コアユニットの回転させられた等角図である。

図２及び３に示された構成要素のナンバリングは、図１におけるのと同じである。スキッド６２は、スチールガーダーフレーム６２を含み、その上に、上記構成要素を取り付けるためのフロアプレート６４及び適当なフレーム６６が取り付けられている。熱交換器１４は、このスキッド上にはないが、それはスキッド６２の左側の（仮想的に示された）エリア６８、別個のスキッド（図４参照）、或いは廃熱源の位置におけるパッド上に取り付けられる。

作動流体流動方向は、システムループにおける配管１８，３２，４０，４４，１６、バイパスループ５２において矢印により示されている。さらに、図２はクーリングタワー４６に進むライン４５における高温水の出力を示している。クーリングタワー４６からの冷水の戻りは凝縮器４２へのライン４７及びポンプ４９を介している。このクーリングタワー４６は図５に見られる。留意すべきは、凝縮器４２が、一例として示されているように、入口作動流体ライン４０、作動流体凝縮（出口）ライン４４（図３参照）、及び冷水入力ライン４７、及び高温水出力ライン４５（図２参照）のための適当なマニフォールドを伴った四つのモジュールを有するマルチモジュールプレート式熱交換器として示されている。同様なスキッドアッセンブリーは熱交換器１４及びクーリングタワー４６を保持でき、このいずれか一方／両者は現場で恒久的なパッドに取り付けられる。構成要素の配置はかなり多数の形態及びスキッドにおいてあり得て、或いは全システムが熱源１２に関連して恒久的なユニットとしてフロアーに取り付けられ得る。

図４は、例えば図１における１４、或いは図６における１４Ａ−１４Ｃのような典型的な熱交換器の等角図で、図１及び６の凝縮器４２であってもよい。入口パイプ１１は熱源１２（図示せず）からモジュール式プレートユニット１５ａ，１５ｂ，１５ｃ及び１５ｄへ高温流体（ガスまたは液体）を分配するためのマニフォールドを含んでいる。出口パイプ１３は熱源に冷却された熱源流体を戻すか、放出させられている。図４の正面側（facing side）には、高圧液作動流体フィードポンプ５０からの入口ライン及びマニフォールド配管１６が示され、プレート式熱交換器ユニット１５ａ−１５ｄの底部に入り、出口ガス作動流体ライン１８が上部にて出て行っている。留意すべきは、それぞれの流体流れのラインは、熱的に対向流となるように配置されていることである。熱交換器アッセンブリーは、スキッド６８上に取り付けられ、それは別個のスキッド、或いは図２に最もよく示されているように、メインスキッドの一体的な部分であってもよい。

図５は適当な従来のクーリングタワー４６のイラストレーションで、この例では、底部に空気入口７０を備えた内部ファン（図示せず）、及び高温空気を排出するトップコーン７４を含む空冷式タワーである。フランジが凝縮器４２（図１−４及び図６）からの水の入口４５及び冷却されたリターン水出口４７用の底部に示されている。のぞき窓７６は作動中の点検を可能にしている。ポンプ４９はスキッド６２上にある（図２）。

図６は、動力生成の効率を高める段階的、直列熱交換器を用いた独創的システムの第２の代替形態のブロック図である。やはり留意すべきは、オイルフリースクリュー膨張機が用いられていることで、その結果オイル分離器と潤滑ループ（図１におけるアイテム３４，３６，３８）が除かれている。図６において留意すべきは、廃熱流体の対向流が、２４０°Ｆで熱交換器１４Ａへのステージ１に注入され、ステージ１から出て行き、２２０°Ｆで、ステージ２の熱交換器１４Ｂに入り、ステージ２を出て、そして２００°Ｆでステージ３の熱交換器１４Ｃに入り、１８０°Ｆでステージ３を出る。ライン１６における入力作動流体の温度の逆の上昇は、１２５psig（液体）で８０°Ｆから最高温度として２２０°Ｆに、そして膨張機２０への入力のための作動流体（ガス）として１２５psigの最高圧力になる。

ここで図７及び８を参照すると、これらの関連する図は、それぞれ、独創的な本システムにおけるＰＬＣコントローラの統合（integration）及びソフトウェアとハードウェアの構成要素を含むシステム制御の全体構造、及びロジックと信号のフローパスを示している。

この例では、このシステムは、潤滑される膨張機、例えば膨張機として稼働させるために逆にしたビッツァ（Bitzer）スクリュー圧縮機、及び幾つかのフィルタ３３を含む潤滑オイル回路、及び分離器３４の下流側のリザーバ３５を採用している。凝縮器の下流の作動流体回路の受液器４８は、サイトゲージ（sight guage）５１を含んでもよい。コントローラ５８はＰＬＣユニットで、ＰＬＣ ＣＰＵ７８、アナログ入出力部８１、及びディジタルＩ／Ｏブロック８２を備えている。破線は図示されているシステム構成要素への種々の制御ラインを表し、そしてライン上の矢じりは、ＰＬＣ５８及びそれぞれの構成要素への及びそれらからの入力、出力或いは両者かを特定している。さらに、破線はコントロールの相関性を特定するために標識付けされ、そのこと自体は、図８の構成及びロジックに明瞭にマッピング可能となっている。

図７の構成要素のナンバリングは、図１に対応し、従来のランイバルブ、ゲージ、スイッチ、ポンプ、ファン及びフィルタに対する各種の記号は以下の通りである。

図７及び８を参照すると、ＰＬＣプログラム８０はシステムの出力パワーを制御するアルゴリズムを含んでいる。それは圧力及び温度信号の浮動小数点の二進法表示を使用している。これらの信号は、サンプリングされ、アルゴリズムが定期的に計算される。言及されている“選択された”値は、システム要求、即ちシステムの発電機を駆動するために要求される膨張機の出力仕事量及びシステム全体及び作動流体の熱力学的特性に基づいて予め選択される。以下の記述では、我々はあるブロックを特定するための数字から始め、それからコントロールロジック及び信号のフローは図に記された機能記号により追っていける。
・図７において“Ａ” （蒸発器１４からのガス出力ライン１８）で測定されたアクチ ュアル膨張機入力温度Ｔ１（ｕ），８４が、エラー信号ｃ１を形成するために選択さ れた膨張機入力温度，８６から減じられ；
・アクチュアル膨張機入力温度Ｔ１（ｕ），８４が、膨張機をはさんでのアクチュアル 温度差、アクチュアルΔＴを形成するために図７において“Ｂ”で（凝縮器４２の直 ぐ上流のライン４０において）測定されたアクチュアル膨張機出力温度Ｔ２（ｕ）， ８８から減じられ；
・膨張機をはさんでのアクチュアル温度差、アクチュアルΔＴが、エラー信号ｃ２を形 成するために、選択された膨張機ΔＴ，９０、及びエラー信号ｃ１から減じられ；
・エラー信号ｃ２が随意的に、補償のために必要に応じて熱力学方程式のディジタル表 示、検索テーブル或いはグラフ，９２に適用され、その出力がｃ３で；
・アクチュアル膨張機入力圧力，Ｐ（ｕ），１０６が、熱力学方程式のディジタル表示 、検索テーブル或いはグラフ，１０８に適用され、その出力がｐ１である。
・それからｐ１が選択された膨張機圧力，９４及びエラー信号ｃ４を形成するためのエ ラー信号ｃ３から減じられる。ｃ４は、ｃ５を形成するために随意的なＰＩＤ（比例 積分微分）信号調整及び補償アルゴリズム，９６に適用される。
・ｃ５が、信号ｃ６を形成するために積分器アルゴリズム，９８に適用される。
・ｃ６はＶＦＤ，１００へのコントロール信号の浮動小数点の二進法表示となっている 。ＶＦＤへのこのコントロール信号は、電圧、電流、或いはシリアルビットストリー ム（serial bit stream）であればよい。示された図では、それは電圧である。
二進法形式のコントロール信号は、ＰＬＣバスにおけるＤ−Ａ（Digital-to-Analog ）モジュールに適用される。このモジュールの出力電圧信号，ｃは、ＶＦＤ，１００ の入力部に結び付けられる。

次に、ＶＦＤ１００はポンプモータの動力入力を変調（modulate）することによりポンプ５０（図７参照）のモータ１０２を駆動する。ポンプモータのスピードはＶＦＤ出力部により調整され、それは同様にポンプモータの動力を供給する。この議論に対して重要なことは、図８において、電圧信号ｃがＶＦＤの伝達関数，Ｖ（ｃ）によりポンプスピード，ωに変換されることである。作動流体の流量はｕにより表されている。質量流量は、いかなる作動流体に対しても流量から容易に計算される。流量は伝達関数Ｕ（ω），１０４によりポンプスピードに関連付けられる。作動流体の流量とポイント“Ａ”での圧力との間の関係は、伝達関数Ｐ（ｕ），１０６により表される。Ｐでの電圧は、上述したように、熱力学方程式１０６に関連付けられ、この第３コントロールループを完成させている。

作動流体の流量とポイントＡでの圧力、及びポイントＡ及びＢでの温度との間の関係は、それぞれ伝達関数Ｐ（ｕ），Ｔ１（ｕ）及びＴ２（ｕ），１０６，８４及び８６により表される。これらの伝達関数の正確な性質は広い範囲にわたって全く複雑で、非線形であり、伝達関数がコントロール範囲において区分的に（piecewise）線形である限り、伝達関数の正確な性質を知る必要はない。

ポイントＡの温度及び圧力、及びポイントＢの温度は、図７に示されているように、温度センサーを使って検出される。これらのセンサーは、調整回路及び内蔵式変換器を伴った熱電対であればよい。これらのセンサー／変換器の出力は、測定された温度、或いは温度のシリアルビットストリーム表示に比例する電圧或いは電流でよい。示された図７及び８では、この信号は電圧である。信号Ｔ１，Ｔ２及びＰは、ＰＬＣＣＰＵ７８のＰＬＣバスセクションにおけるＡ−Ｄ（Analog-to-Digital）モジュールを用いて浮動小数点の二進法表示に変換される。

図８に示すように、ＰＬＣプログラムはまた、種々のポンプ、バルブ、モータ及び発電機のコントロール１１２のための他のディジタル或いはアナログ入力とともに、言及されている信号を使って完全なシステムに対する始動／停止順序付け（sequencing）、モニタリング、及びプロテクト処理（protective processing）のためのロジックオペレーション１１０をも行う。

本発明の動力生成システムが従来の設備を用いて当業者により容易に実現され、廃熱、特に２００−２５０°Ｆの低いオーダの温度の低級熱を有する産業及び商業施設において、及び同様な温度値の流体を生成するソーラーシステム或いは地熱源に対して広い利用可能性を有している。殆ど全ての産業上のプロセス及び多くの商業施設が、それらのプロセス或いは操業のために、及び暖房のために熱を生成しているので、独創的な本システムが、特にここに開示されたスキッドマウント形要素において役立つことができる容易に利用できる熱源がある。

独創的な本システムは自走車両に適用することは意図していない。しかしながら、モジュールユニット構造であり、現存する小売りの、産業上の或いは動力生成システムに容易に後付けされるので、独創的な本システムは、例えば船舶用蒸気ボイラ、タービン冷却ループ或いは原子炉廃熱のようなタービンオフガス、幾つかの動力プラント燃焼排ガス源、原子炉冷媒ループ、或いは船舶搭載用熱源に容易に適合させられる。

独創的な本システムは、例えば石炭の燃焼排ガス、或いは石油火力発電所、或いは原子炉プラントからの加熱された冷却水からの低級熱を利用するコジェネレーション付加物のような動力プラントからの廃熱を利用するために容易に一定の大きさに作られる。

独創的な本システムの産業上の利用可能性の例として、図１に示すように接続された図２−５のスキッドマウント形システムの操業の実際の例は、以下の通りである（全ての配置は図１を参照し、発電機２８から６０Ｈｚ±２．５Ｈｚで３０amp，３相，４８０Ｖ±１０Ｖの動力を供給するための標準多用途（standard utility）誘導巻き（inductive-wound）、 ．８５の力率の発電機を駆動するためのＲ１２３冷媒により動力供給されるオイル潤滑式スクリュー膨張機に対し、°Ｆの温度）。

源水温度、出（１２ａにて） 216°Ｆ
源水 戻り（１２ｂにて） 26psigで201°Ｆ
蒸発器（熱交換器）（１１にて） 212°Ｆ
蒸発器（熱交換器）（１３にて） 11psigで212°Ｆ，75-85gpm
膨張機への冷媒ガスＴ（１８，２２にて） 208°Ｆ，74-92psig
凝縮器の上流で
分離器後の冷媒ガスＴ（４０にて） 0psigで108°Ｆ
ＷＦループ１６における冷媒流れ 12-13 gpm
ＷＦループ１６からの冷媒液Ｔ 62°Ｆ
生成動力（３０にて、図１） 82 psigで22KWH（１８，２２にて）
生成動力（３０にて、図１） 92 psigで27.5KWH（１８，２２にて）

生成動力は実際のテストデータで、典型的なファクター（例えば、シール、汚れ、等による冷媒ロス）によるＫＷのロスを反映している。明らかに、２００−２２０°Ｆの廃熱からの４８０Ｖ／３０Ａｍｐの約２５ＫＷＨの動力の出力、典型的な産業の或いは小売りの操業廃熱、或いは動力プラントの廃熱値は、特にそのような多くの熱源を考慮すれば、重要である。２５ＫＷＨは、およそ８−１０家庭、或いは相当な小売り或いは産業の操業に動力供給するであろう。

本発明の範囲内で種々の修正が本発明の精神から逸脱することなく当業者であればなされることは理解されるべきである。それ故に、我々は、本発明を先行技術が許容する限り広く、かつもし必要ならば明細書を考慮して、当技術分野において十分に認識され、認識されるであろう本発明と同等のものを含み、添付の特許請求の範囲の範囲により規定されることを望む。

冷媒のクローズドループにおける相、流速、温度及び圧力を示すシステム構成要素の例示的なブロック図である。 熱交換器への圧縮冷媒入口及び膨張器への出口の接続のためのフランジ、及び凝縮器用ヒートシンクへの接続のためのフランジとともに、コントローラ、センサー、配管、弁、ポンプ、膨張器、発電機、油分離器、凝縮器、バイパス及びレジーバーを含み、流体入口／出口側からの独創的なシステムのスキッドマウント形コアユニットの等角図である。 発電機側からの図２のスキッドマウント形コアユニットの等角図である。 廃熱または太陽熱源用入口／出口フランジ、及び冷媒ループ用入口／出口フランジを有するスキッドマウント形主熱交換器の等角図である。 凝縮器への入口／出口用フランジを備えたスキッドマウント形クーリングタワーの等角図である。 動力生成効率を増大させる段階的、直列の熱交換器を採用した別の第２システムの形態のブロック図である。 ＰＬＣコントローラの一体化を示し、テスト結果が上記産業上の利用可能性の項にて報告されているシステムユニットの商業上の形態を表す独創的なシステムのブロック図である。 システム動作制御用のソフトウェア、ハードウェア及びロジック及び信号の流れを示す例示的な制御システムの全般的な構造の概略図である。

符号の説明

１０ （全般的な）システム
１２ 熱源
１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ 熱交換器
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 熱交換器ユニット
１６，１８ 管路
２０ 膨張機
２２ 入口
２４ 吐出端部
２６ 出力軸
２８ 発電機
３０ 送電網
３２ 管路
３３ フィルタ
３４ 分離器
３５ リザーバ
３８ 油ループライン
４０ 管路
４２ 凝縮器
４５ 管路
４６ クーリングタワー
４７ 水出口
４８ 受液器
４９ ポンプ
５０ フィードポンプ
５１ サイトゲージ
５２ バイパスループ
５４ａ，５４ｂ ソレノイドバルブ
５６ モジュレータバルブ
５７ チェックバルブ
５８ コントローラ
６０ コアサブシステム
６２ スキッド
６４ フロアプレート
６６ フレーム
６８ （左側の）エリア
７０ 空気入口
７６ のぞき窓

Claims (16)

1. 低級廃熱及び太陽光源から電気或いは直結軸動力の生成のためのシステムであって、
   ａ）以下のものを備えた密閉作動流体回路と
   i）加圧下で作動流体を液体から加熱ガスに変えるために低級廃熱或いは太陽光源から熱エネルギーを供給する少なくとも１つの熱交換器、
   ii）軸への動力を作り出すために上記加熱された作動流体により駆動され、この作動流体を減圧させる膨張機、
   iii）電気を作り出すために上記膨張機により駆動される発電機、
   iv）上記圧力降下させられた作動流体のガス温度を下げ、これにより上記作動流体の凝縮温度で、或いはそれより低温で上記作動流体ガスを液体に変えるための凝縮器、及び
   v）上記回路内で上記作動流体を循環させるポンプ、
   ｂ）上記発電機と上記回路内で液体或いはガス形態にある作動流体の選択された温度及び圧力とをモニタリングし、上記ポンプ、膨張機及び発電機をコントロールするためにコントロール信号を供給するためのコントローラ
   との作用的な組み合わせにより構成されるシステム。
2. 上記膨張機が逆に配管されたスクリュー圧縮機である請求項１に記載のシステム。
3. 上記発電機がインダクションタイプ発電機と同期タイプの発電機から選択され、上記回路が上記膨張機を避ける緊急作動流体バイパスを含む請求項２に記載のシステム。
4. 上記膨張機がオイル潤滑軸受及び二次的潤滑オイル分離器及び再利用ループを含む請求項３に記載のシステム。
5. 上記作動流体回路が上記膨張機の出口側にフィルタを含む請求項３に記載のシステム。
6. 上記熱交換器が多段式のものである請求項１に記載のシステム。
7. 上記ポンプが上記コントローラによりコントロールされる可変周波数駆動部により駆動される請求項２に記載のシステム。
8. 上記回路が上記作動流体用のポンプにヘッドを与えるために上記凝縮器の下流側に受液器を含む請求項３に記載のシステム。
9. 上記凝縮器がクーリングタワーと冷却水溜めシステムの内の少なくとも１つを備えた水冷式熱交換器により冷却される請求項８に記載のシステム。
10. 上記コントローラが、少なくとも１つのコントロールループ、実際の膨張機の入力圧力及び温度及び膨張機出口温度、発電機のrpmの測定値を表す温度及び圧力入力、及び動力モニタリング、凝縮器制御、上記可変周波数駆動への出力、予め選択された膨張機入力温度、圧力及びΔＴ、及びポンプのオン／オフコントロールのための出力、バイパスバルブコントロール、発電機のオン／オフラインコントロールを含むプログラムを有する請求項１に記載のシステム。
11. 低級廃熱及び太陽光源から直結軸動力の生成のためのシステムであって、
    ａ）以下のものを備えた密閉作動流体回路と
    i）加圧下で作動流体を液体から加熱ガスに変えるために低級廃熱或いは太陽光源から熱エネルギーを供給する少なくとも１つの熱交換器、
    ii）軸への動力を作り出すために上記加熱された作動流体により駆動され、この作動流体を減圧させる膨張機、
    iii）作業をするために負荷への直結動力取り出しをもたらす上記軸、
    iv）上記圧力降下させられた作動流体のガス温度を下げ、これにより上記作動流体の凝縮温度で、或いはそれより低温で上記作動流体ガスを液体に変えるための凝縮器、及び
    v）上記回路内で上記作動流体を循環させるポンプ、
    ｂ）上記軸と上記回路内で液体或いはガス形態にある作動流体の選択された温度及び圧力とをモニタリングし、上記ポンプ、膨張機及び膨張機動力取り出しをコントロールするためにコントロール信号を供給するためのコントローラ
    との作用的な組み合わせにより構成されるシステム。
12. 低級廃熱或いは太陽光源から直結軸動力或いは電気の生成方法であって、
    ａ）上記作動流体をより高温の圧縮されたガスにするように加熱するために液状態作動流体に低級廃熱源を供給し、
    ｂ）上記加熱され、圧縮されたガスでもって出力軸を有する膨張機を駆動し、それにより上記ガスを減圧し、
    ｃ）上記作動流体ガスをその凝縮温度或いはそれ以下で液体に凝縮させ、
    ｄ）密閉作動流体回路において上記低級廃熱源に上記作動流体液を再利用し、及び
    ｅ）上記膨張機の出力軸から電気或いは直結動力を生成するために上記回路内にて上記作動流体液及びガスの圧力及び温度をモニタリングし、コントロールする
    作用的な順序でのステップからなる方法。
13. 上記膨張機が上記回路において逆向きにされたスクリュー圧縮機からなり、上記作動流体ガスが上記圧縮機の出力軸を駆動し、上記再利用のステップが上記低級廃熱源から熱を得るために熱交換器を介して加圧下、上記液状態作動流体を送り込むことからなる請求項１２に記載の方法。
14. 制御可能な可変周波数駆動でもって上記ポンプを駆動することを含む請求項１３に記載の方法。
15. 上記モニタリング及びコントロールするステップが、上記ポンプ、膨張機及び発電機をコントロールするようにコントロール信号を供給するために、上記軸、及び上記回路における液体或いはガス形態の作動流体の選択された温度及び圧力をモニタリングすることを含む請求項１４に記載の方法。
16. 上記モニタリング及びコントロールするステップが、少なくとも１つのコントロールループ、実際の膨張機の入力圧力及び温度及び膨張機出口温度、発電機或いは膨張機の出力軸のrpmの測定値を表す温度及び圧力入力、及び動力モニタリング、上記膨張機出力ガスの液体への冷却のコントロール、上記可変周波数駆動部への出力、予め選択された膨張機入力温度、圧力及びΔＴ、及びポンプのオン／オフコントロールのための出力、バルブのコントロール及び発電機オン／オフライン状態のコントロールを含むプログラムを有する請求項１５に記載の方法。
    

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