KR101603013B1

KR101603013B1 - Power generation apparatus

Info

Publication number: KR101603013B1
Application number: KR1020140066962A
Authority: KR
Inventors: 시게토 아다치; 마사요시 마츠무라; 유타카 나루카와
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2014-06-02
Publication date: 2016-03-11
Also published as: CN104242758B; CN104242758A; JP2014239604A; KR20140143704A

Abstract

본 발명의 과제는 발전기의 회전수의 과도한 상승을 빠르게 억제함과 함께, 발전 장치의 출력이 과도하게 증대되는 것을 방지하는 것이다.
발전 장치이며, 증발기(10)와, 팽창기(12)와, 발전기(14)와, 응축기(16)와, 펌프(18)와, 발전기(14)에 접속된 주파수 변환기(30)와, 주파수 변환기(30)를 제어하는 제어부(40)를 구비하고, 주파수 변환기(30)는 컨버터부(32)와 인버터부(34)를 구비하고, 제어부(40)는 출력을 검지하는 출력 검지부(42)와, 컨버터부(32)의 스위칭부의 온 오프의 전환을 지시하는 지시 신호를 생성하는 신호 생성부(44)를 구비하고, 신호 생성부(44)는 출력 검지부(42)의 검출값이 소정값 이상으로 되었을 때에 상기 지시 신호의 주파수를 내리는 것이다.An object of the present invention is to quickly suppress an excessive increase in the number of revolutions of a generator and to prevent an output of the generator from excessively increasing.
The power generating apparatus includes an evaporator 10, an inflator 12, a generator 14, a condenser 16, a pump 18, a frequency converter 30 connected to the generator 14, The frequency converter 30 includes a converter unit 32 and an inverter unit 34. The control unit 40 includes an output detection unit 42 for detecting an output, And a signal generator 44 for generating an instruction signal for instructing switching of the on and off states of the switching unit of the converter unit 32. The signal generating unit 44 generates a signal indicating that the detection value of the output detector 42 is equal to or greater than a predetermined value The frequency of the instruction signal is lowered.

Description

발전 장치{POWER GENERATION APPARATUS}POWER GENERATION APPARATUS

본 발명은 발전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power generating apparatus.

종래, 공장 등의 각종 설비로부터의 배열을 회수하고, 그 회수된 배열의 에너지를 이용하여 저비점의 작동 매체로부터 동력을 취출하는 바이너리 발전 장치가 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 액상의 작동 매체를 증발시키는 증발기와, 증발기로부터 유출된 가스 상태의 작동 매체가 유입되는 팽창기와, 팽창기에 접속된 발전기와, 팽창기로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와, 응축기로부터 유출된 액상의 작동 매체를 가압하여 증발기로 송출하는 펌프를 구비한 발전 장치가 개시되어 있다.BACKGROUND ART Conventionally, there has been known a binary power generation apparatus for recovering an arrangement from various facilities such as factories and taking out the power from a low-boiling working medium by using the energy of the recovered arrangement. For example, Patent Document 1 discloses an evaporator for evaporating a liquid working medium, an expander for introducing a working medium in a gaseous state flowing out from the evaporator, a generator connected to the expander, and a condenser for condensing the working medium flowing out from the expander. And a pump that pressurizes the liquid working medium flowing out of the condenser and sends it to the evaporator.

이와 같은 바이너리 발전 장치에서는, 공장 등의 배열이 사용되고 있고, 작동 매체를 증발시키기 위한 가열 매체의 온도가 정상적인 온도로부터 상승하는 경우가 있다. 가열 매체의 온도가 상승하면, 증발기에 있어서 가열 매체가 작동 매체와의 열교환에 의해 당해 작동 매체에 부여하는 열량이 증대된다. 그렇게 하면, 증발기에서의 작동 매체의 증발량이 증가하여, 팽창기의 회전수, 즉 발전기의 회전수(발전기에서 생성되는 전력)가 증가한다. 발전기의 회전수가 지나치게 증가하면, 발전기에서의 발열량의 증가에 기인한 당해 발전기의 내구성의 저하가 우려된다.In such a binary power generation apparatus, an arrangement such as a factory is used, and the temperature of the heating medium for evaporating the working medium sometimes rises from a normal temperature. When the temperature of the heating medium rises, the amount of heat given to the working medium by heat exchange with the working medium in the evaporator is increased. Then, the evaporation amount of the working medium in the evaporator increases, and the number of rotations of the inflator, that is, the number of rotations of the generator (the power generated in the generator) increases. If the number of revolutions of the generator is excessively increased, the durability of the generator due to an increase in the amount of heat generated in the generator may be reduced.

이와 같은 문제를 회피하기 위해, 특허문헌 1에서는 발전기의 출력이 미리 설정된 소정값을 초과하려고 한 경우, 펌프의 회전수를 저하시킴으로써 작동 매체의 순환량을 감소시키고 있다. 펌프의 회전수가 저하되면, 증발기로의 작동 매체의 유입량이 감소한다. 그렇게 하면, 증발기로부터 유출되는 가스 상태의 작동 매체의 양이 감소하고, 이에 의해 팽창기의 회전수, 즉 발전기의 회전수가 저하된다. 특허문헌 1에서는 이와 같이 하여 발전기의 내구성의 저하가 억제되어 있다.In order to avoid such a problem, in Patent Document 1, when the output of the generator is to exceed a predetermined value set in advance, the number of revolutions of the pump is reduced to reduce the circulation amount of the working medium. When the rotational speed of the pump is lowered, the inflow amount of the working medium into the evaporator is reduced. As a result, the amount of the gaseous working medium flowing out of the evaporator is reduced, whereby the number of revolutions of the inflator, that is, the number of revolutions of the generator, is reduced. In Patent Document 1, the durability of the generator is prevented from deteriorating in this manner.

일본 특허 출원 공개 제2008-312330호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-312330

상기 특허문헌 1에서는 발전기의 출력이 소정값을 초과하려고 한 경우에 펌프의 회전수를 저하시키는 제어를 행하고 있다. 그러나, 이 제어에서는 펌프의 회전수가 저하된 후 증발기에서의 작동 매체의 증발량이 감소할 때까지는 시간이 걸리고, 또한 증발기에서의 작동 매체의 증발량이 감소한 후 팽창기 및 발전기의 회전수가 저하될 때까지도 시간이 걸린다. 이와 같이, 펌프의 회전수를 저하시켰을 때부터 발전기의 회전수가 저하될 때까지의 사이에 시간의 어긋남이 발생하므로, 그 사이, 발전 장치의 출력이 과도하게 증대되어 버리게 된다.In Patent Document 1, control is performed to decrease the number of revolutions of the pump when the output of the generator is to exceed a predetermined value. However, in this control, it takes time until the amount of evaporation of the working medium in the evaporator decreases after the number of revolutions of the pump is reduced, and also the time until the amount of evaporation of the working medium in the evaporator decreases, . In this way, a time lag occurs between when the rotational speed of the pump is lowered and when the rotational speed of the generator is lowered, and the output of the power generator is excessively increased in the meantime.

본 발명의 목적은 발전기의 회전수의 과도한 상승을 빠르게 억제하는 것이다.An object of the present invention is to quickly suppress an excessive increase in the number of revolutions of a generator.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 작동 매체를 증발시키는 증발기와, 상기 증발기로부터 유출된 작동 매체가 유입되는 팽창기와, 상기 팽창기에 접속된 발전기와, 상기 팽창기로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터 유출된 작동 매체를 가압하여 상기 증발기로 송출하는 펌프와, 상기 발전기에 접속된 주파수 변환기와, 상기 주파수 변환기를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 주파수 변환기는 상기 발전기에 접속되어, 당해 발전기에서 생성된 교류를 직류로 변환하는 컨버터부와, 상기 컨버터부에 접속되어, 직류를 교류로 변환하는 인버터부를 구비하고, 상기 제어부는 상기 발전기의 출력을 직접적 또는 간접적으로 검지하는 출력 검지부와, 상기 컨버터부의 스위칭부의 온 오프의 전환을 지시하는 지시 신호를 생성하는 신호 생성부를 구비하고, 상기 신호 생성부는 상기 출력 검지부의 검출값이 소정값 이상으로 되었을 때에 상기 지시 신호의 주파수를 내리는 것을 특징으로 하는 발전 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an evaporator comprising: an evaporator which evaporates a working medium; an expander into which a working medium flowing out of the evaporator flows; a generator connected to the expander; And a control unit for controlling the frequency converter, wherein the frequency converter is connected to the generator, and the frequency converter is connected to the generator, And an inverter unit connected to the converter unit and converting the direct current into an AC current. The control unit includes an output detecting unit for directly or indirectly detecting the output of the generator, , An instruction signal for instructing switching of the on / off state of the switching unit of the converter unit And the signal generator reduces the frequency of the instruction signal when the detection value of the output detection unit becomes a predetermined value or more.

본 발명에 따르면, 출력 검지부의 검출값이 소정값 이상으로 되었을 때에 지시 신호의 주파수를 내림으로써, 발전기의 회전수가 저하된다. 즉, 본 발명에서는, 출력 검지부의 검출값이 소정값 이상으로 되었을 때에 컨버터부를 통해 발전기의 회전수를 내리는 제어가 행해지므로, 발전기의 회전수의 과도한 상승을 빠르게 억제할 수 있다. 그 결과, 발전 장치의 출력이 과도하게 증대되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, by lowering the frequency of the instruction signal when the detection value of the output detection unit becomes the predetermined value or more, the number of revolutions of the generator is reduced. That is, in the present invention, when the detected value of the output detection unit becomes equal to or greater than the predetermined value, control is performed to lower the revolution number of the generator through the converter unit, so that the excessive increase in the revolution number of the generator can be suppressed. As a result, the output of the power generation device can be prevented from being excessively increased.

이 경우에 있어서, 상기 출력 검지부는 상기 인버터부로부터의 출력을 검지해도 된다.In this case, the output detection section may detect the output from the inverter section.

이 형태에서는 인버터부로부터의 출력, 즉 정확한 출력에 기초한 제어가 가능해진다.In this configuration, it is possible to control based on the output from the inverter unit, that is, the accurate output.

혹은, 상기 출력 검지부는 상기 컨버터부로부터의 출력을 검지해도 된다.Alternatively, the output detection section may detect the output from the converter section.

이 형태에서는 컨버터부로부터의 출력, 즉 직류이고 노이즈가 적은 안정적인 출력에 기초한 제어가 가능해진다.In this configuration, it is possible to perform control based on the output from the converter section, that is, a stable output having a small amount of DC and noise.

또는, 상기 출력 검지부는 상기 발전기로부터의 출력을 검지해도 된다.Alternatively, the output detection unit may detect the output from the generator.

이 형태에서는 발전기로부터의 직접적인 출력에 기초한 제어가 행해지므로, 발전기의 회전수의 과도한 상승을 보다 빠르게 억제할 수 있다.In this embodiment, since the control based on the direct output from the generator is performed, an excessive increase in the number of revolutions of the generator can be suppressed more quickly.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 발전기의 회전수의 과도한 상승을 빠르게 억제할 수 있다.As described above, according to the present invention, an excessive increase in the number of revolutions of the generator can be suppressed quickly.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 발전 장치의 구성의 개략을 도시하는 도면.
도 2는 상기 실시 형태의 제어부의 변형예의 구성의 개략을 도시하는 도면.
도 3은 상기 실시 형태의 제어부의 변형예의 구성의 개략을 도시하는 도면.
도 4는 상기 실시 형태의 발전 장치의 비교예의 구성의 개략을 도시하는 도면.
도 5는 상기 실시 형태의 발전 장치의 비교예의 구성의 개략을 도시하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view schematically showing a configuration of a power generating apparatus according to an embodiment of the present invention. Fig.
2 is a view schematically showing a configuration of a modification of the control unit of the embodiment;
3 is a view schematically showing the configuration of a modification of the control unit of the embodiment;
4 is a view schematically showing the configuration of a comparative example of the power generating apparatus of the above embodiment.
5 is a view schematically showing the configuration of a comparative example of the power generating apparatus of the above embodiment.

본 발명의 제1 실시 형태의 발전 장치에 대해, 도 1을 참조하면서 설명한다.A power generating apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Fig.

도 1에 도시된 바와 같이, 이 발전 장치는 증발기(10)와, 증발기(10)로부터 유출된 가스 상태의 작동 매체가 유입되는 팽창기(12)와, 팽창기(12)에 접속된 발전기(14)와, 팽창기(12)로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기(16)와, 응축기(16)로부터 유출된 액상의 작동 매체를 가압하는 펌프(18)와, 증발기(10), 팽창기(12), 응축기(16) 및 펌프(18)를 이 순서로 직렬로 접속하는 순환 유로(20)와, 발전기(14)에 접속된 주파수 변환기(30)와, 각종 제어를 행하는 제어부(40)를 구비하고 있다.1, the power generation apparatus includes an evaporator 10, an inflator 12 into which a working medium in a gaseous state flowing out from the evaporator 10 flows, a generator 14 connected to the inflator 12, A condenser 16 for condensing the working medium flowing out from the inflator 12, a pump 18 for pressurizing the liquid working medium flowing out of the condenser 16, and an evaporator 10, an inflator 12, A circulation flow passage 20 for connecting the condenser 16 and the pump 18 in series in this order, a frequency converter 30 connected to the generator 14, and a control section 40 for performing various controls .

증발기(10)는 액상의 작동 매체를 증발시켜 가스의 작동 매체로 한다. 구체적으로는, 증발기(10)에 유입된 액상의 작동 매체는 당해 증발기(10)에 외부로부터 공급된 가열 매체와 열 교환함으로써 증발한다. 증발기(10)에 공급되는 가열 매체로서는, 예를 들어 공장 등으로부터 배출되는 온수나 고온 가스를 들 수 있다.The evaporator 10 evaporates the liquid working medium to make it a gas working medium. Specifically, the liquid working medium introduced into the evaporator 10 evaporates by heat exchange with the heating medium supplied from the outside to the evaporator 10. Examples of the heating medium supplied to the evaporator 10 include hot water or hot gas discharged from a factory or the like.

팽창기(12)는 순환 유로(20)에 있어서의 증발기(10)의 하류측에 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는 팽창기(12)로서, 증발기(10)로부터 배출된 가스 상태의 작동 매체의 팽창 에너지에 의해 회전 구동되는 로터를 갖는 용적식 스크류 팽창기가 사용되어 있다. 구체적으로는, 이 팽창기(12)는 내부에 로터실이 형성된 케이싱과, 로터실 내에 회전 가능하게 지지된 자웅 한 쌍의 스크류 로터를 갖고 있다. 팽창기(12)에서는 상기 케이싱에 형성된 흡기구로부터 상기 로터실로 공급된 작동 매체의 팽창 에너지에 의해 상기 스크류 로터가 회전 구동된다. 그리고, 상기 로터실 내에서 팽창함으로써 압력이 저하된 작동 매체는 상기 케이싱에 형성된 배출구로부터 순환 유로(20)로 배출된다. 또한, 팽창기(12)로서는, 용적식 스크류 팽창기로 한정되지 않고, 원심식의 것이나 스크롤 타입의 것 등이 사용되어도 된다.The inflator (12) is provided on the downstream side of the evaporator (10) in the circulating flow path (20). In the present embodiment, as the inflator 12, a positive displacement screw expander having a rotor rotationally driven by the expansion energy of the gaseous working medium discharged from the evaporator 10 is used. Specifically, the inflator 12 has a casing in which a rotor chamber is formed, and a pair of screw rotors rotatably supported in the rotor chamber. In the inflator (12), the screw rotor is rotationally driven by the expansion energy of the working medium supplied from the inlet port formed in the casing to the rotor chamber. Then, the working medium whose pressure is reduced by expansion in the rotor chamber is discharged to the circulation flow passage 20 from the discharge port formed in the casing. The inflator 12 is not limited to a volumetric screw inflator but may be a centrifugal type or a scroll type.

발전기(14)는 팽창기(12)에 접속되어 있다. 본 실시 형태에서는 발전기(14)로서, 회전수를 조정 가능한 IPM 발전기(영구 자석 동기 발전기)가 사용되어 있다. 구체적으로, 발전기(14)는 팽창기(12)의 한 쌍의 스크류 로터 중 한쪽에 접속된 회전축을 갖고 있다. 발전기(14)는 회전축이 상기 스크류 로터의 회전에 수반하여 회전함으로써 전력을 발생시킨다. 발전기(14)의 회전수는 제어부(40)에 의해 주파수 변환기(30)를 통해 제어 가능하게 되어 있다. 또한, 발전기(14)는 IPM 발전기로 한정되는 것이 아니라, 전자석 동기 발전기 등의 다른 타입의 동기 발전기여도 된다.The generator (14) is connected to the inflator (12). In this embodiment, as the generator 14, an IPM generator (permanent magnet synchronous generator) capable of adjusting the rotation speed is used. Specifically, the generator 14 has a rotary shaft connected to one of the pair of screw rotors of the inflator 12. The generator 14 generates electric power by rotating the rotary shaft in accordance with the rotation of the screw rotor. The rotational speed of the generator 14 is controllable by the control unit 40 through the frequency converter 30. Further, the generator 14 is not limited to the IPM generator, but may be another type of synchronous generator, such as an electromagnet synchronous generator.

응축기(16)는 순환 유로(20)에 있어서의 팽창기(12)의 하류측에 설치되어 있다. 응축기(16)는 팽창기(12)로부터 배출된 가스 상태의 작동 매체를 응축시켜 액상의 작동 매체로 한다. 구체적으로는, 응축기(16)에 유입된 가스 상태의 작동 매체는 당해 응축기(16)에 외부로부터 공급된 냉각 매체와 열 교환함으로써 응축된다. 응축기(16)에 공급되는 냉각 매체로서는, 예를 들어 냉각수나 공기를 들 수 있다.The condenser 16 is provided on the downstream side of the inflator 12 in the circulating flow passage 20. The condenser 16 condenses the gaseous working medium discharged from the inflator 12 into a liquid working medium. Concretely, the gaseous working medium flowing into the condenser 16 is condensed by heat exchange with the cooling medium supplied from the outside to the condenser 16. Examples of the cooling medium supplied to the condenser 16 include cooling water and air.

펌프(18)는 순환 유로(20)에 있어서의 응축기(16)의 하류측[증발기(10)와 응축기(16) 사이]에 설치되어 있다. 펌프(18)는 응축기(16)에서 응축된 액상의 작동 매체를 소정의 압력까지 가압하여 순환 유로(20)에 있어서의 펌프(18)의 하류측으로 송출한다. 펌프(18)로서는, 임펠러를 로터로서 구비하는 원심 펌프나, 로터가 한 쌍의 기어로 이루어지는 기어 펌프 등이 사용된다. 이 펌프(18)는 임의의 회전수로 구동되는 것이 가능하다.The pump 18 is provided on the downstream side of the condenser 16 in the circulating flow passage 20 (between the evaporator 10 and the condenser 16). The pump 18 pressurizes the liquid working medium condensed in the condenser 16 to a predetermined pressure and sends it to the downstream side of the pump 18 in the circulation channel 20. [ As the pump 18, 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 pump 18 can be driven at an arbitrary number of revolutions.

주파수 변환기(30)는 컨버터부(32)와, 인버터부(34)를 갖는다. 컨버터부(32)는 발전기(14)에 접속되어, 발전기(14)로부터 출력되는 교류를 직류로 변환한다. 인버터부(34)는 컨버터부(32)에 접속되어, 컨버터부(32)로부터 출력되는 직류를 교류(일반적으로는 50㎐ 또는 60㎐의 상용 전력)으로 변환한다. 컨버터부(32)는 발전기(14)의 출력을 조정하는 스위칭부(32a)를 구비한다. 스위칭부(32a)에는 반도체 스위치가 사용된다.The frequency converter 30 has a converter section 32 and an inverter section 34. The converter section 32 is connected to the generator 14 and converts the alternating current output from the generator 14 into a direct current. The inverter unit 34 is connected to the converter unit 32 and converts the DC output from the converter unit 32 into an alternating current (generally, 50 Hz or 60 Hz of commercial power). The converter section 32 includes a switching section 32a for adjusting the output of the generator 14. [ A semiconductor switch is used for the switching portion 32a.

제어부(40)는 출력 검지부(42)와, 신호 생성부(44)를 갖는다. 출력 검지부(42)는 인버터부(34)로부터의 출력(본 실시 형태에서는 교류 전압)을 검지한다. 신호 생성부(44)는 스위칭부(32a)의 온 오프의 전환을 지시하는 지시 신호를 생성한다. 제어부(42)에서는 인버터부(34)로부터의 출력에 기초하여 지시 신호의 주파수를 변화시킨다.The control unit 40 has an output detection unit 42 and a signal generation unit 44. [ The output detection section 42 detects the output (alternating voltage in this embodiment) from the inverter section 34. [ The signal generating section 44 generates an instruction signal for instructing switching of the on / off state of the switching section 32a. The control unit 42 changes the frequency of the instruction signal based on the output from the inverter unit 34. [

발전 장치에서는 증발기(10)에 공급되는 가열 매체의 온도의 상승 등에 기인하여 팽창기(12)의 회전수 및 발전기(14)의 회전수가 과도하게 상승하는 경우가 있다. 신호 생성부(44)에서는 출력 검지부(42)의 검출값이 소정값 이상으로 되었을 때에 지시 신호의 주파수를 내린다. 이에 의해, 발전기(14)의 회전수가 억제되어, 발전기(14)에서 생성되는 전력이 억제된다. 그 결과, 컨버터부(32) 내의 직류의 전압이 저하되어, 인버터부(34)로부터의 출력을 억제할 수 있다.The rotational speed of the inflator 12 and the rotational speed of the generator 14 may excessively rise due to an increase in the temperature of the heating medium supplied to the evaporator 10 or the like. The signal generating unit 44 reduces the frequency of the instruction signal when the detection value of the output detection unit 42 becomes the predetermined value or more. Thereby, the number of revolutions of the generator 14 is suppressed, and the power generated by the generator 14 is suppressed. As a result, the DC voltage in the converter section 32 is lowered, and the output from the inverter section 34 can be suppressed.

이상 설명한 바와 같이, 본 발전 장치에서는 출력 검지부(42)의 검출값이 소정값 이상으로 되었을 때에 컨버터부(32)로 송신되는 지시 신호의 주파수를 내린다. 이에 의해, 발전기(14)의 회전수의 과도한 상승을 빠르게 억제할 수 있다. 본 실시 형태에서는 출력 검지부(42)가 인버터부(34)로부터의 출력을 검지하므로, 정확한 출력에 기초한 제어가 행해진다. 또한, 출력 검지부(42)에서는 교류의 전압 이외에 전류나 전력을 검출값으로서 취득해도 된다. 이하의 도 3에 도시하는 경우에 있어서도 마찬가지이다.As described above, in the present power generation apparatus, the frequency of the instruction signal transmitted to the converter section 32 is reduced when the detection value of the output detection section 42 becomes the predetermined value or more. As a result, an excessive increase in the rotational speed of the generator 14 can be suppressed quickly. In this embodiment, since the output detection unit 42 detects the output from the inverter unit 34, the control based on the correct output is performed. In addition to the AC voltage, the output detection section 42 may acquire a current or a power as a detection value. The same applies to the case shown in Fig. 3 below.

여기서, 상기 실시 형태에서는 출력 검지부(42)가, 인버터부(34)의 출력을 검지하는 구성이 나타났지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 출력 검지부(42)는 컨버터부(32)의 출력을 검지해도 된다. 이와 같이 하면, 컨버터부(32)의 출력, 즉 직류이고 노이즈가 적은 안정적인 출력에 기초한 제어가 가능해진다. 또한, 인버터부(34)의 출력에 기초하는 것보다도 빠른 제어가 가능해진다. 이 경우, 상기 소정값에는 직류의 전압, 전류 또는 전력이 사용된다.2, the output detection section 42 detects the output of the converter section 32 as the output detection section 42. The output detection section 42 detects the output of the inverter section 34, It may be detected. This makes it possible to perform control based on the output of the converter section 32, that is, a stable output having a small amount of DC and noise. Further, control can be performed faster than that based on the output of the inverter section 34. [ In this case, a DC voltage, current, or electric power is used for the predetermined value.

출력 검지부(42)는, 도 3에 도시된 바와 같이 발전기(14)의 출력을 직접 검지해도 된다. 이와 같이 하면, 더욱 빠른 단계에서의 제어가 가능해지므로, 보다 빠르게 발전기(14)의 회전수의 상승을 억제할 수 있다.The output detection section 42 may directly detect the output of the generator 14 as shown in Fig. In this way, control at a faster speed is enabled, so that an increase in the number of revolutions of the generator 14 can be suppressed more quickly.

(제1 비교예)(Comparative Example 1)

도 4는 상기 실시 형태의 발전 장치의 제1 비교예의 구성의 개략을 도시하고 있다. 또한, 제1 비교예에서는 상기 실시 형태와 다른 부분에 대해서만 설명을 행하고, 상기 실시 형태와 동일한 구조, 작용 및 효과의 설명은 생략한다.Fig. 4 schematically shows the configuration of the first comparative example of the power generating apparatus of the above-described embodiment. In the first comparative example, only the parts different from those in the above-described embodiment are explained, and the description of the same structure, function, and effect as those in the above embodiment is omitted.

제1 비교예의 발전 장치의 제어부(40)는 출력 검지부(42)와, 펌프 제어부(46)를 갖는다. 펌프 제어부(46)는 출력 검지부(42)의 검출값이 소정값 이상으로 되었을 때에, 인버터부(47)를 통해 펌프(18)의 회전수를 저하시킨다. 펌프(18)의 회전수가 저하되면, 증발기(10)에 유입되는 액상의 작동 매체의 양이 감소하므로, 당해 증발기(10)로부터 유출되는 가스 상태의 작동 매체의 양이 감소한다. 그 결과, 팽창기(12)의 회전수, 즉 발전기(14)의 회전수[발전기(14)에서의 발전 전력]가 감소한다.The control unit 40 of the power generation system of the first comparative example has an output detection unit 42 and a pump control unit 46. The pump control unit 46 decreases the rotational speed of the pump 18 through the inverter unit 47 when the detection value of the output detection unit 42 becomes equal to or greater than the predetermined value. When the number of rotations of the pump 18 is reduced, the amount of the liquid working medium flowing into the evaporator 10 decreases, so that the amount of the working medium in the gaseous state flowing out from the evaporator 10 is reduced. As a result, the number of revolutions of the inflator 12, that is, the number of revolutions of the generator 14 (generated power in the generator 14) decreases.

그러나, 이 제1 비교예에서는 펌프(18)의 회전수가 저하된 후 발전기(14)의 회전수가 저하될 때까지의 사이에 시간의 어긋남이 발생한다. 그로 인해, 상기 실시 형태와 같이, 제어부(40)가 직접 발전기(14)의 회전수를 제어하는 것이 바람직하다.However, in this first comparative example, there is a time lag between the decrease in the number of revolutions of the pump 18 and the decrease in the number of rotations of the generator 14. Therefore, as in the above-described embodiment, it is preferable that the control section 40 directly controls the revolution number of the generator 14.

(제2 비교예)(Comparative Example 2)

도 5는 상기 실시 형태의 발전 장치의 제2 비교예의 구성의 개략을 도시하고 있다. 또한, 제2 비교예에 있어서도, 상기 실시 형태와 다른 부분에 대해서만 설명을 행하고, 상기 실시 형태와 동일한 구조, 작용 및 효과의 설명은 생략한다.Fig. 5 schematically shows the configuration of the second comparative example of the power generating apparatus of the above-described embodiment. In the second comparative example, only the parts different from those of the above-described embodiment are described, and the description of the structure, operation, and effect identical to those of the above embodiment is omitted.

제2 비교예의 발전 장치는 팽창기(12)를 바이패스하는 바이패스 유로(22)와, 바이패스 유로(22)에 설치된 바이패스 밸브(24)를 더 구비하고 있다.The power generation system of the second comparative example further includes a bypass flow path 22 for bypassing the inflator 12 and a bypass valve 24 provided in the bypass flow path 22.

제어부(40)는 출력 검지부(42)와, 밸브 제어부(48)를 갖는다. 밸브 제어부(48)는 출력 검지부(42)의 검출값이 소정값 이상으로 되었을 때에, 바이패스 밸브(24)를 개방한다. 바이패스 밸브(24)가 개방되면, 증발기(10)로부터 유출된 가스 상태의 작동 매체의 일부가 팽창기(12)를 경유하지 않고 응축기(16)로 유도되므로, 팽창기(12)에 유입되는 가스 상태의 작동 매체의 양이 감소한다. 그 결과, 팽창기(12)의 회전수, 즉, 발전기(14)의 회전수[발전기(14)에서의 발전 전력]가 감소한다.The control unit 40 has an output detection unit 42 and a valve control unit 48. [ The valve control unit 48 opens the bypass valve 24 when the detection value of the output detection unit 42 reaches a predetermined value or more. When the bypass valve 24 is opened, part of the gaseous working medium flowing out of the evaporator 10 is guided to the condenser 16 without passing through the inflator 12, The amount of the working medium of the second embodiment decreases. As a result, the number of revolutions of the inflator 12, that is, the number of revolutions of the generator 14 (generated power in the generator 14) decreases.

그러나, 이 제2 비교예에서는 바이패스 유로(22)나 바이패스 밸브(24)가 필요해져, 장치가 전체적으로 복잡화된다. 그로 인해, 상기 실시 형태와 같이, 바이패스 유로(22) 및 바이패스 밸브(24)를 사용하지 않고, 제어부(40)가 직접 발전기(14)의 회전수를 제어하는 것이 바람직하다.However, in the second comparative example, the bypass flow path 22 and the bypass valve 24 are required, so that the entire apparatus is complicated. It is therefore preferable that the control unit 40 directly controls the rotational speed of the generator 14 without using the bypass flow path 22 and the bypass valve 24 as in the above embodiment.

10 : 증발기
12 : 팽창기
14 : 회전기
16 : 응축기
18 : 펌프
20 : 순환 유로
22 : 바이패스 유로
24 : 바이패스 밸브
30 : 주파수 변환부
32 : 컨버터부
32a : 스위칭부
34 : 인버터부
40 : 제어부
42 : 출력 검지부
44 : 신호 생성부10: Evaporator
12: inflator
14: Rotor
16: Condenser
18: Pump
20:
22: Bypass flow
24: Bypass valve
30: Frequency converter
32: Converter section
32a:
34:
40:
42:
44:

Claims

작동 매체를 증발시키는 증발기와,
상기 증발기로부터 유출된 작동 매체가 유입되는 팽창기와,
상기 팽창기에 접속된 발전기와,
상기 팽창기로부터 유출된 작동 매체를 응축시키는 응축기와,
상기 응축기로부터 유출된 작동 매체를 가압하여 상기 증발기로 송출하는 펌프와,
상기 발전기에 접속된 주파수 변환기와,
상기 주파수 변환기를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 주파수 변환기는,
상기 발전기에 접속되어, 당해 발전기에서 생성된 교류를 직류로 변환하는 컨버터부와,
상기 컨버터부에 접속되어, 직류를 교류로 변환하는 인버터부를 구비하고,
상기 제어부는,
상기 발전기의 출력을 직접적 또는 간접적으로 검지하는 출력 검지부와,
상기 컨버터부의 스위칭부의 온 오프의 전환을 지시하는 지시 신호를 생성하는 신호 생성부를 구비하고,
상기 신호 생성부는 상기 출력 검지부의 검출값이 소정값 이상으로 되었을 때에 상기 지시 신호의 주파수를 내리고,
상기 발전기는 동기 발전기인 것을 특징으로 하는, 발전 장치.An evaporator for evaporating the working medium,
An inflator into which the working medium flowing out of the evaporator flows,
A generator connected to the inflator,
A condenser for condensing the working medium flowing out of the inflator,
A pump for pressurizing the working medium flowing out of the condenser and sending it to the evaporator;
A frequency converter connected to the generator,
And a control unit for controlling the frequency converter,
Wherein the frequency converter comprises:
A converter unit connected to the generator for converting AC generated by the generator into DC,
And an inverter unit connected to the converter unit for converting a direct current into an alternating current,
Wherein,
An output detection unit for directly or indirectly detecting the output of the generator,
And a signal generating section for generating an instruction signal for instructing switching of the on / off state of the switching section of the converter section,
Wherein the signal generator reduces the frequency of the instruction signal when the detection value of the output detection unit becomes a predetermined value or more,
And the generator is a synchronous generator.

제1항에 있어서, 상기 출력 검지부는 상기 인버터부로부터의 출력을 검지하는, 발전 장치.The power generation system according to claim 1, wherein the output detection unit detects an output from the inverter unit.

제1항에 있어서, 상기 출력 검지부는 상기 컨버터부로부터의 출력을 검지하는, 발전 장치.The power generation system according to claim 1, wherein the output detection unit detects an output from the converter unit.

제1항에 있어서, 상기 출력 검지부는 상기 발전기로부터의 출력을 검지하는, 발전 장치.The power generation system according to claim 1, wherein the output detection unit detects an output from the generator.