压缩装置的制造方法_2

文档序号:9643443阅读:来源:国知局
膨胀机42,使用螺旋膨胀机,所述螺旋膨胀机具有被从热交换器30流出的气相的动作介质的膨胀能量旋转驱动的一对螺旋转子。另外,作为膨胀机42也可以使用离心式或涡旋型等。
[0029]发电机43连接在膨胀机42上。在发电机43中,作为附带设备而设有调整输出的逆变器或变换器等电子设备。发电机43具有连接在膨胀机42的一对螺旋转子中的至少一方上的旋转轴。发电机43通过上述旋转轴随着上述螺旋转子的旋转而旋转,来产生电力。
[0030]冷凝器44设在循环流路48中的膨胀机42的下游侧的部位。冷凝器44通过将动作介质用冷却流体冷却而使其冷凝(液化)。在本实施方式中,作为在冷凝器44中与动作介质热交换的流体,使用在热交换器30中使用的冷却流体。通过在冷凝器44与热交换器30之间共用冷却流体,能够使压缩装置1小型化。
[0031]栗46设在循环流路48中的冷凝器44的下游侧的部位(冷凝器44与热交换器30之间的部位)。栗46将由冷凝器44冷凝后的液相的动作介质加压到规定的压力而向热交换器30送出。作为栗46,使用具备叶轮作为转子的离心栗、或转子由一对齿轮构成的齿轮栗、螺旋栗、次摆线栗等。
[0032]旁通流路49以将膨胀机42旁通的方式连接在循环流路48上。具体而言,旁通流路49的一端(上游侧的端部)连接在循环流路48中的热交换器30与膨胀机42之间的部位上,旁通流路49的另一端(下游侧的端部)连接在循环流路48中的膨胀机42与冷凝器44之间的部位上。
[0033]旁通阀VI设在旁通流路49上。作为旁通阀VI而使用开闭阀或流量调整阀。在膨胀机42的额定旋转时(S卩,热能回收部20的通常的运转时)旁通阀VI被关闭,在旁通阀VI被打开的情况下,动作介质经由旁通流路49向冷凝器44流入。
[0034]截止阀V2设在循环流路48中的比该循环流路48与旁通流路49的上游侧的端部的连接部靠下游侧且比膨胀机42靠上游侧的部位。在膨胀机42的额定旋转时,截止阀V2被开放,在截止阀V2被关闭的情况下,动作介质向膨胀机42的流入被切断。
[0035]控制部50具有控制膨胀机42的驱动的膨胀机控制部51、控制旁通阀VI及截止阀V2的开闭的阀控制部52、和控制液相的动作介质向热交换器30的流入量的流入量控制部53ο
[0036]流入量控制部53在膨胀机42的额定旋转时控制栗46的转速。由此,调整向热交换器30流入的液相的动作介质的流入量,将从热交换器30流出的气相的动作介质的过热度维持为一定。在本实施方式中,基于设在循环流路48中的热交换器30与膨胀机42之间的温度传感器55及压力传感器56的检测值计算动作介质的过热度。
[0037]膨胀机控制部51在预先决定的膨胀机42或发电机43的停止条件成立时将膨胀机42停止。具体而言,当由操作者向压缩装置1输入了停止指示时,通过膨胀机控制部51将膨胀机42停止。进而,当向膨胀机42流入的动作介质的压力或温度、膨胀机42或发电机43的转速、从发电机43输出的电力的频率或发电机43内的温度的至少1个超过了各自的规定的许容范围时,也通过膨胀机控制部51将膨胀机42停止。但是,可以当由控制部50检测到表示发电机43中附带的逆变器或变换器等电子设备的故障的信号时,当由操作者指示紧急停止时,当冷凝器44内(或在带有储液器的情况下该储液器内)的动作介质的液面不到设定值时,当检测到在膨胀机42或发电机43中使用的轴承磨损时,也将膨胀机42停止。
[0038]在压缩装置1的驱动时,进行由压缩机10进行的气体的压缩,高温的压缩气体向热交换器30流入。在热能回收部20中,随着压缩机10的起动而栗46被起动,动作介质在循环流路48内循环。此外,将冷却流体向冷凝器44及热交换器30送出。另外,压缩机10的起动、栗46的起动及冷却流体向热交换器30的送出并不一定需要同时进行。流入到热交换器30中的液相的动作介质通过与压缩气体的热交换而被加热,作为气相的动作介质向膨胀机42流入。另一方面,压缩气体通过与动作介质的热交换及与冷却流体的热交换而被冷却,向需求地流动。
[0039]在膨胀机42中,通过动作介质的膨胀将螺旋转子驱动,由发电机43进行发电。从膨胀机42流出的动作介质被冷凝器44冷凝,被栗46再次向热交换器30送出。
[0040]在压缩机10驱动的期间中,更准确地讲,在压缩气体流入到热交换器30中的期间中,在用来使动作介质流到旁通流路49中的旁通条件成立的情况下,通过阀控制部52将旁通阀VI打开、将截止阀V2关闭。在本实施方式中,上述旁通条件与上述停止条件相同。即,阀控制部52当在压缩机10的驱动中停止条件成立时,将旁通阀VI打开并将截止阀V2关闭。在热能回收部20中,即使膨胀机42是停止的状态,也继续栗46的驱动,动作介质经由旁通流路49在循环流路48 (更准确地讲,循环流路48中的连结冷凝器44、栗46及热交换器30的流路部分)中循环。此外,向冷凝器44的冷却流体的供给也继续。在以下的说明中,将旁通阀VI被开放的状态下的循环流路48内的动作介质的循环称作“强制循环”。
[0041]接着,一边参照图2 —边对强制循环时的控制部50的控制内容进行说明。
[0042]如已述那样,如果上述停止条件成立,则膨胀机控制部51将膨胀机42停止,阀控制部52将旁通阀VI打开并将截止阀V2关闭(步骤S10)。另外,阀控制部52的控制既可以与膨胀机控制部51的控制同时进行,或者也可以在膨胀机控制部51的控制的前后进行。
[0043]接着,流入量控制部53基于温度传感器55及压力传感器56的各检测值导出过热度S(步骤S11),判定上述过热度S是否是0以上(步骤S12)。如果结果判定为上述过热度S不到0(步骤S12中为否),S卩,向热交换器30的液相的动作介质的流入量较多而液相的动作介质从热交换器30流出,则流入量控制部53将栗46的转速降低(步骤S13),向步骤S11返回。此时的栗46的转速的减少量基于预先准备的表来决定。
[0044]另一方面,如果判定为上述过热度S是0以上(步骤S12中为是),则判定上述过热度S是否是预先设定的上限值S1以下(步骤S14)。
[0045]在过热度S比上限值S1大的情况下(步骤S14中为否),即,在向热交换器30的动作介质的流入量较少而气相的动作介质的温度过度上升的情况下,流入量控制部53将栗46的转速提高(步骤S15),向步骤S11返回。此时的栗46的转速的增加量基于预先准备的表来决定。
[0046]在过热度S是0以上且上限值S1以下的情况下(步骤S14中为是),不变更栗46的转速而向步骤S11返回。
[0047]通过以上说明的流入量控制部53的控制,在强制循环时,将动作介质的过热度维持在作为下限值的0以上且作为上限值的S1以下的一定范围内。由此,能够较多利用动作介质的潜热,与液相的动作介质从热交换器30流出的情况、或温度过度高的气相的动作介质从热交换器30流出的情况相比,能够有效率地进行压缩气体的冷却。但是,如果在过热度比0稍高的状态下气相的动作介质从热交换器30流出,则有通过在达到膨胀机42的中途动作介质放热而成为气液二相的状态、向膨胀机42流入的情况。因此,在步骤S12中,也可以考虑成为气液二相状态而将比0稍高的数设定为上述下限值。
[0048]以上,对压缩装置1的构造及动作进行了说明,但在以往的压缩装置中,如果在压缩机的驱动中停止条件成立而膨胀机停止,则动作介质不能经由膨胀机在循环流路中循环。相对于此,在压缩装置1中,即使膨胀机42被停止,动作介质也经由旁通流路49在循环流路48中继续循环。由此,能够在热交换器30中继续由动作介质进行的压缩气体的冷却。
[0049]在压缩装置1中,只要是当停止条件成立时将旁通阀VI开放的结构,膨胀机4
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