JPH0988511A - バイナリー発電装置 - Google Patents
バイナリー発電装置Info
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- JPH0988511A JPH0988511A JP24282095A JP24282095A JPH0988511A JP H0988511 A JPH0988511 A JP H0988511A JP 24282095 A JP24282095 A JP 24282095A JP 24282095 A JP24282095 A JP 24282095A JP H0988511 A JPH0988511 A JP H0988511A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 作動媒体ループの配管内に溜まった作動媒体
液が直接潤滑油と混ざらないようにする。 【解決手段】 バイナリー発電装置の作動媒体ループ
に、スクリュータービン14の上流側に設置した緊急遮断
弁V1より蒸発器12側の部分と凝縮器18の下流側の部分と
を接続する液抜き配管30を設け、（緊急遮断）弁V1を開
く前に液抜き配管30のバルブV3を開いて液を凝縮器18の
下流側に導く。
液が直接潤滑油と混ざらないようにする。 【解決手段】 バイナリー発電装置の作動媒体ループ
に、スクリュータービン14の上流側に設置した緊急遮断
弁V1より蒸発器12側の部分と凝縮器18の下流側の部分と
を接続する液抜き配管30を設け、（緊急遮断）弁V1を開
く前に液抜き配管30のバルブV3を開いて液を凝縮器18の
下流側に導く。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はスクリュータービ
ンを作動媒体の膨張機関として用いたバイナリー発電装
置に関する。
ンを作動媒体の膨張機関として用いたバイナリー発電装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スクリュー型圧縮機のようなスクリュー
型の流体機械を容積式膨張機関として使用したバイナリ
ー発電装置は知られている（特開昭６０−５６１０４号
公報、特開昭６０−１４４５９４号公報）。
型の流体機械を容積式膨張機関として使用したバイナリ
ー発電装置は知られている（特開昭６０−５６１０４号
公報、特開昭６０−１４４５９４号公報）。
【０００３】特開昭６０−５６１０４号公報には、図４
に示すように、工場廃熱を利用して構成したバイナリー
発電システムが示されており、熱交換器（Ｓ１）には一
方に工場から排出される高温熱源流体を通すパイプ
（１）が設けられ、他方からポンプ（Ｐ１）を介して送
給される液状の作動媒体を加熱して気化させ、高温・高
圧ガスに変える蒸発器（２）が設置されている。熱交換
器（Ｓ１）にはさらに、ポンプ（Ｐ２）を介して送給さ
れる潤滑油を高温に加熱するためのパイプ（３）が設け
られる。
に示すように、工場廃熱を利用して構成したバイナリー
発電システムが示されており、熱交換器（Ｓ１）には一
方に工場から排出される高温熱源流体を通すパイプ
（１）が設けられ、他方からポンプ（Ｐ１）を介して送
給される液状の作動媒体を加熱して気化させ、高温・高
圧ガスに変える蒸発器（２）が設置されている。熱交換
器（Ｓ１）にはさらに、ポンプ（Ｐ２）を介して送給さ
れる潤滑油を高温に加熱するためのパイプ（３）が設け
られる。
【０００４】パイプ（１）を通過した高温熱源流体は、
熱交換器（Ｓ１）によって作動媒体の気化および加熱・
昇圧ならびに潤滑油の加熱のために熱エネルギーを用い
尽くされて熱交換器（Ｓ１）より排出される。
熱交換器（Ｓ１）によって作動媒体の気化および加熱・
昇圧ならびに潤滑油の加熱のために熱エネルギーを用い
尽くされて熱交換器（Ｓ１）より排出される。
【０００５】熱交換器（Ｓ１）内で気化し高温・高圧に
なった作動媒体ガスは、スクリュータービン（４）の吸
込口（５）側に導かれ、互いに噛み合った一対のスクリ
ューロータによって形成される歯形空間（作用室）内で
膨張して吐出口（６）側から排出されて分離タンク
（７）内に送り込まれ、ここで作動媒体ガスと潤滑油と
が分離して、作動媒体ガスは熱交換器（Ｓ２）内に設置
した凝縮器（８）を通って液化し、その後ポンプ（Ｐ
１）により熱交換器（Ｓ１）の蒸発器（２）内に送給さ
れる。
なった作動媒体ガスは、スクリュータービン（４）の吸
込口（５）側に導かれ、互いに噛み合った一対のスクリ
ューロータによって形成される歯形空間（作用室）内で
膨張して吐出口（６）側から排出されて分離タンク
（７）内に送り込まれ、ここで作動媒体ガスと潤滑油と
が分離して、作動媒体ガスは熱交換器（Ｓ２）内に設置
した凝縮器（８）を通って液化し、その後ポンプ（Ｐ
１）により熱交換器（Ｓ１）の蒸発器（２）内に送給さ
れる。
【０００６】高温・高圧の作動媒体ガスによって駆動さ
れたスクリュータービン（４）のスクリューロータは、
発電機（９）を回して電気を起こす。
れたスクリュータービン（４）のスクリューロータは、
発電機（９）を回して電気を起こす。
【０００７】熱交換器（Ｓ２）内には別に低温熱源流体
を導入して、作動媒体ガスの通る凝縮器（８）を冷却
し、これを凝縮、液化させる。
を導入して、作動媒体ガスの通る凝縮器（８）を冷却
し、これを凝縮、液化させる。
【０００８】他方、熱交換器（Ｓ１）内に設けられた潤
滑油加熱パイプ（３）内を流れて高温に加熱された潤滑
油をスクリュータービン内に供給し、摺動面の潤滑およ
びシール作用等に用いる。
滑油加熱パイプ（３）内を流れて高温に加熱された潤滑
油をスクリュータービン内に供給し、摺動面の潤滑およ
びシール作用等に用いる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来のスクリューター
ビンを用いたバイナリー発電システムでは、スクリュー
タービンの潤滑、作動媒体の加熱に用いる潤滑油は、シ
ステムの簡素化を狙って、作動媒体と完全に溶解できる
潤滑油を用いている。
ビンを用いたバイナリー発電システムでは、スクリュー
タービンの潤滑、作動媒体の加熱に用いる潤滑油は、シ
ステムの簡素化を狙って、作動媒体と完全に溶解できる
潤滑油を用いている。
【００１０】したがって、システムの停止時等、潤滑油
の温度が低下すれば、作動媒体は任意の割合で潤滑油に
溶け込む（図２参照）。なお、図２は、縦軸に圧力（kg
/cm2）、横軸に作動媒体（Ｒ-123）の濃度（wt％）をと
って異なる温度における作動媒体の溶解度を示したもの
である。
の温度が低下すれば、作動媒体は任意の割合で潤滑油に
溶け込む（図２参照）。なお、図２は、縦軸に圧力（kg
/cm2）、横軸に作動媒体（Ｒ-123）の濃度（wt％）をと
って異なる温度における作動媒体の溶解度を示したもの
である。
【００１１】停止後、再起動する場合には、この媒体を
潤滑油より分離しなくては、起動時、潤滑油の粘度低下
を起こし（図３参照）、バイナリー発電システムの起動
時間が長くなってしまう。なお、図３は、縦軸に動粘度
（mm2/Ｓ）、横軸に作動媒体（Ｒ-123）の濃度（wt％）
をとって異なる温度における作動媒体と油の混合粘度を
示したものである。
潤滑油より分離しなくては、起動時、潤滑油の粘度低下
を起こし（図３参照）、バイナリー発電システムの起動
時間が長くなってしまう。なお、図３は、縦軸に動粘度
（mm2/Ｓ）、横軸に作動媒体（Ｒ-123）の濃度（wt％）
をとって異なる温度における作動媒体と油の混合粘度を
示したものである。
【００１２】また、スクリュータービンを用いたバイナ
リー発電システムでは、安定運転を期してスクリュータ
ービンの起動前に媒体循環運転を行い機器のウオーミン
グアップを行っていた。ウオーミングアップは蒸発器か
らの作動媒体蒸気をスクリュータービンをバイパスさせ
て凝縮器に送り循環させることによって行う。このと
き、緊急遮断弁前の配管に媒体液が溜りやすい。配管内
に液が溜まった状態で緊急遮断弁が開いて運転が始まる
と、媒体液が潤滑油に混ざり、潤滑油の粘度を低下さ
せ、安定運転の妨げとなる。
リー発電システムでは、安定運転を期してスクリュータ
ービンの起動前に媒体循環運転を行い機器のウオーミン
グアップを行っていた。ウオーミングアップは蒸発器か
らの作動媒体蒸気をスクリュータービンをバイパスさせ
て凝縮器に送り循環させることによって行う。このと
き、緊急遮断弁前の配管に媒体液が溜りやすい。配管内
に液が溜まった状態で緊急遮断弁が開いて運転が始まる
と、媒体液が潤滑油に混ざり、潤滑油の粘度を低下さ
せ、安定運転の妨げとなる。
【００１３】そこで、この発明の目的は、配管内に溜ま
った媒体液が直接潤滑油と混ざらないようにすることに
ある。
った媒体液が直接潤滑油と混ざらないようにすることに
ある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、蒸発器、スクリュータービン、油セパ
レータ、凝縮器および媒体ポンプを直列に接続して閉じ
た作動媒体ループを構成させ、前記スクリュータービン
に発電機を連結し、前記スクリュータービンに供給され
る作動媒体蒸気に加熱した油を噴射するようにしたバイ
ナリー発電装置において、前記作動媒体ループのスクリ
ュータービンの上流側に設置した止弁より蒸発器側の部
分と前記凝縮器の下流側の部分とを接続する液抜き配管
を設けたことを特徴とするものである。
め、この発明は、蒸発器、スクリュータービン、油セパ
レータ、凝縮器および媒体ポンプを直列に接続して閉じ
た作動媒体ループを構成させ、前記スクリュータービン
に発電機を連結し、前記スクリュータービンに供給され
る作動媒体蒸気に加熱した油を噴射するようにしたバイ
ナリー発電装置において、前記作動媒体ループのスクリ
ュータービンの上流側に設置した止弁より蒸発器側の部
分と前記凝縮器の下流側の部分とを接続する液抜き配管
を設けたことを特徴とするものである。
【００１５】緊急遮断弁のような止弁を開ける前に液抜
き配管のバルブを開くことにより、配管内に溜まった媒
体液は凝縮器の下流側に導かれて凝縮液と合流する。し
たがって、媒体液を直接潤滑油に入れないようにするこ
とができる。
き配管のバルブを開くことにより、配管内に溜まった媒
体液は凝縮器の下流側に導かれて凝縮液と合流する。し
たがって、媒体液を直接潤滑油に入れないようにするこ
とができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図１に従ってこの発明の実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００１７】バイナリー発電装置は、作動媒体の蒸発器
（１２）、スクリュータービン（１４）、油セパレータ
（１６）、凝縮器（１８）および作動媒体ポンプ（２
０）を直列に接続して閉じた作動媒体ループを構成し、
スクリュータービン（１４）の出力軸を発電機（２２）
と連結してある。
（１２）、スクリュータービン（１４）、油セパレータ
（１６）、凝縮器（１８）および作動媒体ポンプ（２
０）を直列に接続して閉じた作動媒体ループを構成し、
スクリュータービン（１４）の出力軸を発電機（２２）
と連結してある。
【００１８】蒸発器（１２）では、液相の作動媒体が熱
源流体から熱を受け取って蒸発し、発生した作動媒体の
蒸気はスクリュータービン（１４）に供給される。スク
リュータービン（１４）に供給された高温・高圧の作動
媒体蒸気はスクリュータービン（１４）の作用室内を進
むにつれて膨張しスクリュータービン（１４）を駆動す
る。これにより、スクリュータービン（１４）と連結さ
れた発電機（２２）が駆動されて発電を行う。
源流体から熱を受け取って蒸発し、発生した作動媒体の
蒸気はスクリュータービン（１４）に供給される。スク
リュータービン（１４）に供給された高温・高圧の作動
媒体蒸気はスクリュータービン（１４）の作用室内を進
むにつれて膨張しスクリュータービン（１４）を駆動す
る。これにより、スクリュータービン（１４）と連結さ
れた発電機（２２）が駆動されて発電を行う。
【００１９】スクリュータービン（１４）の作用室に
は、スクリュータービン（１４）の潤滑ならびに作用室
のシール等のために潤滑油が供給される。すなわち、油
加熱器（２４）で作動媒体蒸気と同程度まで加熱された
潤滑油がスクリュータービン（１４）の吸入口付近から
噴射される。油加熱器（２４）の熱源は、図示するよう
に蒸発器（１２）と同じ熱源を共用することもできる
が、別の熱源を利用してもよい。
は、スクリュータービン（１４）の潤滑ならびに作用室
のシール等のために潤滑油が供給される。すなわち、油
加熱器（２４）で作動媒体蒸気と同程度まで加熱された
潤滑油がスクリュータービン（１４）の吸入口付近から
噴射される。油加熱器（２４）の熱源は、図示するよう
に蒸発器（１２）と同じ熱源を共用することもできる
が、別の熱源を利用してもよい。
【００２０】スクリュータービン（１４）からの排気は
油セパレータ（１６）に入る。この油セパレータ（１
６）で作動媒体蒸気と潤滑油とが分離され、作動媒体蒸
気は凝縮器（１８）へ送られ、作動媒体蒸気から分離さ
れた潤滑油は油ポンプ（２６）で再び油加熱器（２４）
に戻される。図中点線は油の循環系統を示している。
油セパレータ（１６）に入る。この油セパレータ（１
６）で作動媒体蒸気と潤滑油とが分離され、作動媒体蒸
気は凝縮器（１８）へ送られ、作動媒体蒸気から分離さ
れた潤滑油は油ポンプ（２６）で再び油加熱器（２４）
に戻される。図中点線は油の循環系統を示している。
【００２１】凝縮器（１８）では冷却水（クーラント）
により作動媒体蒸気が冷却されて凝縮し、凝縮液は作動
媒体ポンプ（２０）で再び蒸発器（１２）に戻される。
作動媒体はこのようにして作動媒体ループ内を循環して
熱サイクル（ランキンサイクル）を構成する。
により作動媒体蒸気が冷却されて凝縮し、凝縮液は作動
媒体ポンプ（２０）で再び蒸発器（１２）に戻される。
作動媒体はこのようにして作動媒体ループ内を循環して
熱サイクル（ランキンサイクル）を構成する。
【００２２】作動媒体ループの蒸発器（１２）からスク
リュータービン（１４）に至る途中の部分に緊急遮断弁
（Ｖ１）を設置する。緊急遮断弁（Ｖ１）は一種の止弁
で、何らかの原因で圧力が設定値を越えたとき作動媒体
ループを閉止する働きをするものである。
リュータービン（１４）に至る途中の部分に緊急遮断弁
（Ｖ１）を設置する。緊急遮断弁（Ｖ１）は一種の止弁
で、何らかの原因で圧力が設定値を越えたとき作動媒体
ループを閉止する働きをするものである。
【００２３】作動媒体ループの緊急遮断弁（Ｖ１）の上
流側の部分と油セパレータ（１６）の下流側の部分とを
バイパス管路（２８）で接続し、そのバイパス管路（２
８）に圧力制御弁（Ｖ２）を設置する。圧力制御弁（Ｖ
２）は、スクリュータービン（１４）の上流側つまり入
り口側の圧力を感知してその圧力が設定値を越えたと
き、バイパス管路（２８）を通じてバイパスさせる。
流側の部分と油セパレータ（１６）の下流側の部分とを
バイパス管路（２８）で接続し、そのバイパス管路（２
８）に圧力制御弁（Ｖ２）を設置する。圧力制御弁（Ｖ
２）は、スクリュータービン（１４）の上流側つまり入
り口側の圧力を感知してその圧力が設定値を越えたと
き、バイパス管路（２８）を通じてバイパスさせる。
【００２４】なお、バイパス管路（２８）はこのように
異常時にスクリュータービン（１４）をバイパスさせる
ほか、システムの稼働準備としてのウオームアップ運転
にも利用される。
異常時にスクリュータービン（１４）をバイパスさせる
ほか、システムの稼働準備としてのウオームアップ運転
にも利用される。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のバイナ
リー発電装置は、蒸発器、スクリュータービン、油セパ
レータ、凝縮器および媒体ポンプを直列に接続して閉じ
た作動媒体ループを構成させ、前記スクリュータービン
に発電機を連結し、前記スクリュータービンに供給され
る作動媒体蒸気に加熱した油を噴射するようにしたバイ
ナリー発電装置において、前記作動媒体ループの、スク
リュータービンの上流側に設置した（緊急遮断）弁より
蒸発器側の部分と、前記凝縮器の下流側の部分を接続す
る液抜き配管を取り付けたものであるから、（緊急遮
断）弁を開ける前に液抜き配管のバルブを開くことによ
り、配管内に溜まった媒体液は凝縮器の下流側に導かれ
て凝縮液と合流する。したがって、媒体液を直接潤滑油
に入れないようにすることができる。
リー発電装置は、蒸発器、スクリュータービン、油セパ
レータ、凝縮器および媒体ポンプを直列に接続して閉じ
た作動媒体ループを構成させ、前記スクリュータービン
に発電機を連結し、前記スクリュータービンに供給され
る作動媒体蒸気に加熱した油を噴射するようにしたバイ
ナリー発電装置において、前記作動媒体ループの、スク
リュータービンの上流側に設置した（緊急遮断）弁より
蒸発器側の部分と、前記凝縮器の下流側の部分を接続す
る液抜き配管を取り付けたものであるから、（緊急遮
断）弁を開ける前に液抜き配管のバルブを開くことによ
り、配管内に溜まった媒体液は凝縮器の下流側に導かれ
て凝縮液と合流する。したがって、媒体液を直接潤滑油
に入れないようにすることができる。
【図１】バイナリー発電装置のフローシート。
【図２】作動媒体の溶解度を示すグラフ。
【図３】作動媒体と油の混合粘度を示すグラフ。
【図４】従来例を示すフローシート。
12 蒸発器 14 スクリュータービン 16 油セパレータ 18 凝縮器 20 作動媒体ポンプ 22 発電機 24 油加熱器 26 油ポンプ 28 バイパス管路 30 液抜き配管 V1 緊急遮断弁 V2 圧力制御弁 V3 バルブ
Claims (1)
- 【請求項１】 蒸発器、スクリュータービン、油セパレ
ータ、凝縮器および媒体ポンプを直列に接続して閉じた
作動媒体ループを構成させ、前記スクリュータービンに
発電機を連結し、前記スクリュータービンに供給される
作動媒体蒸気に加熱した油を噴射するようにしたバイナ
リー発電装置において、前記作動媒体ループのスクリュ
ータービンの上流側に設置した止弁より蒸発器側の部分
と前記凝縮器の下流側の部分とを接続する液抜き配管を
設けたことを特徴とするバイナリー発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24282095A JPH0988511A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | バイナリー発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24282095A JPH0988511A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | バイナリー発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0988511A true JPH0988511A (ja) | 1997-03-31 |
Family
ID=17094785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24282095A Withdrawn JPH0988511A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | バイナリー発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0988511A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005088078A1 (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-22 | Daikin Industries, Ltd. | 流体機械 |
| JP2007309310A (ja) * | 2006-04-17 | 2007-11-29 | Denso Corp | 流体機械、ランキンサイクル、およびこれらの制御方法 |
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| CN102996182A (zh) * | 2011-09-07 | 2013-03-27 | 株式会社神户制钢所 | 动力发生装置 |
| JP2014062542A (ja) * | 2012-08-29 | 2014-04-10 | Kobe Steel Ltd | 発電装置及び発電装置の制御方法 |
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| EP3232021A1 (en) | 2016-04-14 | 2017-10-18 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Thermal energy recovery device and operating method of the same |
-
1995
- 1995-09-21 JP JP24282095A patent/JPH0988511A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10605123B2 (en) | 2016-04-14 | 2020-03-31 | Kobe Steel, Ltd. | Thermal energy recovery device and operating method of the same |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021203 |