发电装置及发电装置的控制方法
【专利摘要】本发明的发电装置具备：循环流路，串联地连接使工作介质蒸发的蒸发器、使工作介质膨胀的膨胀机、将从膨胀机与工作介质一起排出的润滑油分离的油分离器、使工作介质凝结的凝结器、及将由凝结器凝结的工作介质向蒸发器输送的工作介质泵；发电机，借助工作介质在膨胀机内膨胀而被驱动；润滑油泵，将油分离器内的润滑油向膨胀机输送；温度传感器，检测油分离器内的润滑油的温度；以及控制机构，进行下述启动控制：驱动润滑油泵，之后，在由温度传感器检测的温度成为既定值时，驱动工作介质泵。
【专利说明】发电装置及发电装置的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发电装置及其控制方法。
【背景技术】
[0002]以往，公知一种回收来自工厂等的各种设备的排热、并利用该回收的排热的能源进行发电的发电装置。在这样的发电装置中，日本特开2003-161114号公开了一种二元发电装置、即利用为了驱动膨胀机而使用了低沸点的工作介质的兰金循环的发电装置。该发电机具备:循环流路，串联地连接使工作介质蒸发的蒸发器、使上述工作介质膨胀的膨胀机、将从上述膨胀机与上述工作介质一起排出的润滑油分离的油分离器、使上述工作介质凝结的凝结器、将由上述凝结器凝结的工作介质向上述蒸发器输送的工作介质泵；发电机，借助上述工作介质在上述膨胀机内膨胀而被驱动；以及润滑油泵，将上述油分离器内的润滑油向上述膨胀机输送。
[0003]一般地，在发电装置的启动前，贮存在油分离器内的润滑油的温度变低，因此该润滑油的粘度高。因此，若在该状态下驱动上述润滑油泵及上述工作介质泵，则有时不能以顺利地驱动膨胀机的程度向该膨胀机的轴承部供给充足量的润滑油。在这种情况下，有可能产生膨胀机的轴承部烧结的不良。
[0004]在上述专利公报中所记载的发明的发电装置对于该启动方法没有记载任何，因此，若原样地启动该发电装置，则如上所述，可能产生膨胀机的轴承部烧结的不良。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于防止发电装置启动时的膨胀机的烧结。
[0006]作为解决上述问题的手段，本发明提供一种发电装置，具备:循环流路，串联地连接使工作介质蒸发的蒸发器、使上述工作介质膨胀的膨胀机、将从上述膨胀机与上述工作介质一起排出的润滑油分离的油分离器、使上述工作介质凝结的凝结器、及将由上述凝结器凝结的工作介质向上述蒸发器输送的工作介质泵；发电机，借助上述工作介质在上述膨胀机内膨胀而被驱动；润滑油泵，将上述油分离器内的润滑油向上述膨胀机输送；温度传感器，检测上述油分离器内的润滑油的温度；以及控制机构，进行下述启动控制:驱动上述润滑油泵，之后，在由上述温度传感器检测到的温度成为既定值时，驱动上述工作介质泵。
[0007]根据本发明的发电装置，能够防止其启动时的膨胀机的烧结。具体地，上述控制机构进行下述启动控制:驱动上述润滑油泵，之后，在由上述温度传感器检测到的温度成为既定值时，即向该膨胀机供给顺利地驱动上述膨胀机所需的充足的量的润滑油的程度下该润滑油的粘度下降时，驱动上述工作介质泵。由此，在借助由上述工作介质泵的驱动而在上述循环流路中循环的工作介质来驱动上述膨胀机时，向该膨胀机供给顺利地驱动该膨胀机所需的充足的量的润滑油，因此，能够防止该膨胀机的烧结。
[0008]此外，由于上述润滑油泵的驱动时的该润滑油泵的发热，上述油分离器内的润滑油的温度充分地上升。[0009]在这种情况下，优选还具备加热上述油分离器内的润滑油的加热机构，上述控制机构在上述启动控制中，在上述润滑油泵的驱动的同时或在其前后进行驱动上述加热机构的控制。
[0010]这样一来，能够缩短直到由上述温度传感器检测到的上述润滑油的温度达到既定值的时间。
[0011]并且，在本发明中，上述控制机构也可以进行下述控制:在上述启动控制中，从由上述温度传感器检测到的温度成为作为上述既定值的第一值时，随着由上述温度传感器检测到的温度上升而使上述工作介质泵的转速逐渐上升，在既定时间中以定速转速驱动上述工作介质泵，经过上述既定时间后，再次与由上述温度传感器检测到的温度的上升一起使上述工作介质泵的转速从上述定速转速逐渐上升，从由上述温度传感器检测到的温度成为比上述第一值高的第二值时，以比上述定速转速大的第二转速驱动上述工作介质泵的转速。
[0012]这样一来，能够防止上述膨胀机的烧结，并且能够高效地使发电量增加而向该发电装置的常规运转移行。具体地，上述控制机构进行下述控制:在上述启动控制中，从由上述温度传感器检测到的温度成为作为上述既定值的第一值时，随着由上述温度传感器检测到的温度上升，使上述工作介质泵的转速逐渐上升直到成为定速转速，上述工作介质泵的转速成为上述定速转速后，在既定时间中以该定速转速驱动上述工作介质泵，因此，能够从上述发电机得到与工作介质泵的转速相对应的量的发电量。此时，向上述膨胀机供给充足的量的润滑油，因此不发生该膨胀机的烧结。而且，以定速转速旋转的时间维持既定时间，因此本装置的系统稳定。之后，上述控制机构进行下述控制:再次与由上述温度传感器检测的温度的上升一起使上述工作介质泵的转速从上述定速转速逐渐上升，从由上述温度传感器检测到的温度成为比上述第一值高的第二值时，以比上述定速转速大的第二转速驱动上述工作介质泵的转速，因此，能够从上述发电机得到比工作介质泵以上述定速转速旋转时从发电机得到的发电量大的第二发电量，该第二发电量是与借助该第二转速下的工作介质泵的驱动而循环的工作介质的流量、即该工作介质驱动上述膨胀机的驱动力相对应的量的发电量。由此，能够防止上述膨胀机的烧结，同时能够高效地使发电量增加而向该发电装置的常规运转移行。
[0013]或者，上述控制机构也可以进行下述控制:在上述启动控制中，直到由上述温度传感器检测的温度成为比作为上述既定值的第一值高的第二值，以第一转速驱动上述工作介质泵的转速，在由上述温度传感器检测的温度成为上述第二值时，以比上述第一转速大的第二转速驱动上述工作介质泵的转速。
[0014]即使这样，也能够防止上述膨胀机的烧结，同时高效地使发电量增加而向该发电装置的常规运转移行。具体地，上述控制机构进行下述控制:在上述启动控制中，从由上述温度传感器检测的温度成为作为既定值的第一值时，以第一转速驱动上述工作介质泵，因此，能够从上述发电机得到与借助该第一转速下的工作介质泵的驱动而循环的工作介质的流量、即该工作介质驱动上述膨胀机的驱动力相对应的量的第一发电量。此时，向上述膨胀机供给充足的量的润滑油，因此不发生该膨胀机的烧结。并且，上述控制机构进行下述控制:在上述启动控制中，在由上述温度传感器检测的温度成为比上述第一值高的第二值时，以比上述第一转速大的第二转速驱动上述工作介质泵的转速，因此，能够从上述发电机得到比上述第一发电量大的第二发电量，该第二发电量是与借助该第二转速下的工作介质泵的驱动而循环的工作介质的流量、即该工作介质驱动上述膨胀机的驱动力相对应的量的发电量。由此，能够防止上述膨胀机的烧结，并且能够高效地使发电量增加而向该发电装置的常规运转移行。
[0015]在这种情况下，优选还具备:旁通流路，连接上述膨胀机和上述蒸发器之间的流路、及上述膨胀机和上述油分离器之间的流路；及旁通阀，设置在该旁通流路中，上述控制机构进行下述控制:在上述启动控制中，在上述工作介质泵以上述第一转速驱动期间打开上述旁通阀，在上述工作介质泵以上述第二转速驱动期间关闭上述旁通阀。
[0016]这样一来，能够防止上述膨胀机的烧结，并且能够使上述润滑油的温度尽早地上升至上述第二值。具体地，在上述工作介质泵以第一转速驱动期间、即直到由上述温度传感器检测的润滑油的温度达到上述第二值期间，打开上述旁通阀，因此，在上述循环流路中循环的工作介质的一部分不经由上述膨胀机而经由上述旁通流路，与从上述膨胀机排出后、流入上述油分离器之前的润滑油合流。在此，上述工作介质的温度由于经由上述膨胀机而下降，因此与该工作介质一起通过了膨胀机的润滑油的温度也下降，但该工作介质的温度在不经由上述膨胀机时几乎不下降。由此，通过设计上述旁通流路，对于从上述膨胀机排出后、流入上述油分离器之前的润滑油，能够使具有与流入上述膨胀机之前的工作介质大致相同温度、即比经由上述膨胀机后的工作介质高的温度的工作介质合流。由此，上述润滑油的温度尽早地上升至上述第二值。
[0017]并且，在上述旁通阀打开期间，工作介质的一部分经由上述旁通流路，因此，仅在上述循环流路中循环的工作介质的一部分经由上述膨胀机。即，与不设置上述旁通流路的情况相比，驱动上述膨胀机的驱动力不变大，因此易于防止该膨胀机的烧结。
[0018]并且，本发明提供一种发电装置的控制方法，上述发电装置具备:循环流路，串联地连接了使工作介质蒸发的蒸发器、使上述工作介质膨胀的膨胀机、将从上述膨胀机与上述工作介质一起排出的润滑油分离的油分离器、使上述工作介质凝结的凝结器、及将由上述凝结器凝结的工作介质向上述蒸发器输送的工作介质泵；发电机，借助上述工作介质在上述膨胀机内膨胀而被驱动；润滑油泵，将上述油分离器内的润滑油向上述膨胀机输送；以及温度传感器，检测上述油分离器内的润滑油的温度，该发电装置的控制方法包含:润滑油泵驱动步骤，驱动上述润滑油泵；以及工作介质泵驱动步骤，在由上述温度传感器检测的温度成为既定值时驱动上述工作介质泵。
[0019]根据本发明的控制方法，能够防止发电装置的启动时的膨胀机的烧结。具体地，该控制方法包含:润滑油泵驱动步骤，驱动上述润滑油泵；以及工作介质泵驱动步骤，在由上述温度传感器检测的温度成为既定值时、即向该膨胀机供给顺利地驱动上述膨胀机所需的充足的量的润滑油的程度下该润滑油的粘度下降时，驱动上述工作介质泵。由此，在借助由上述工作介质泵的驱动而在上述循环流路中循环的工作介质来驱动上述膨胀机时，向该膨胀机供给顺利地驱动该膨胀机所需的充足的量的润滑油，因此，能够防止该膨胀机的烧结。
[0020]在这种情况下，也可以在上述工作介质泵驱动步骤中，从由上述温度传感器检测的温度成为作为上述既定值的第一值时，随着由上述温度传感器检测的温度上升而使上述工作介质泵的转速逐渐上升，在既定时间中以定速转速驱动上述工作介质泵，经过上述既定时间后，再次与由上述温度传感器检测的温度的上升一起使上述工作介质泵的转速从上述定速转速逐渐上升，从由上述温度传感器检测的温度成为比上述第一值高的第二值时，以比上述定速转速大的第二转速驱动上述工作介质泵的转速。
[0021]这样一来，能够防止上述膨胀机的烧结，并且能够高效地使发电量增加而向该发电装置的常规运转移行。具体地，在上述工作介质泵驱动步骤中，从由上述温度传感器检测的温度成为作为上述既定值的第一值时，随着由上述温度传感器检测的温度上升，使上述工作介质泵的转速逐渐上升直到成为定速转速，上述工作介质泵的转速成为上述定速转速后，在既定时间中以该定速转速驱动上述工作介质泵，因此，能够从上述发电机得到与工作介质泵的转速相对应的量的发电量。此时，向上述膨胀机供给充足的量的润滑油，因此不发生该膨胀机的烧结。而且，由于以定速转速旋转的时间维持既定时间，因此本装置的系统稳定。之后，再次与由上述温度传感器检测的温度的上升一起使上述工作介质泵的转速从上述定速转速逐渐上升，从由上述温度传感器检测的温度成为比上述第一值高的第二值时，以比上述定速转速大的第二转速驱动上述工作介质泵的转速，因此，能够从上述发电机得到比工作介质泵以上述定速转速旋转时从发电机得到的发电量大的第二发电量，该第二发电量是与借助该第二转速下的工作介质泵的驱动而循环的工作介质的流量、即该工作介质驱动上述膨胀机的驱动力相对应的量的发电量。由此，能够防止上述膨胀机的烧结，并且能够高效地使发电量增加而向该发电装置的常规运转移行。或者，也可以在上述工作介质泵驱动步骤中，直到由上述温度传感器检测的温度成为比作为上述既定值的第一值高的第二值，以第一转速驱动上述工作介质泵的转速，在由上述温度传感器检测的温度成为上述第二值时，以比上述第一转速大的第二转速驱动上述工作介质泵的转速。
[0022]即使这样，也能够防止上述膨胀机的烧结，并且能够高效地使发电量增加而向该发电装置的常规运转移行。具体地，在上述工作介质泵驱动步骤中，在由上述温度传感器检测的温度成为作为既定值的第一值时，以第一转速驱动上述工作介质泵，因此，能够从上述发电机得到与借助该第一转速下的工作介质泵的驱动而循环的工作介质的流量、即该工作介质驱动上述膨胀机的驱动力相对应的量的第一发电量。此时，向上述膨胀机供给充足的量的润滑油，因此不发生该膨胀机的烧结。并且，在该工作介质泵驱动步骤中，在由上述温度传感器检测的温度成为比上述第一值高的第二值时，以比上述第一转速大的第二转速驱动上述工作介质泵的转速，因此，能够从上述发电机得到比上述第一发电量大的第二发电量，该第二发电量是与借助该第二转速下的工作介质泵的驱动而循环的工作介质的流量、即该工作介质驱动上述膨胀机的驱动力相对应的量的发电量。由此，能够防止上述膨胀机的烧结，并且能够高效地使发电量增加而向该发电装置的常规运转移行。
[0023]并且，在这种情况下，优选上述发电装置还具备:旁通流路，连接上述膨胀机和上述蒸发器之间的流路、及上述膨胀机和上述油分离器之间的流路；及旁通阀，设置在该旁通流路中，在上述工作介质泵驱动步骤中，在上述工作介质泵以上述第一转速驱动期间打开上述旁通阀，在上述工作介质泵以上述第二转速驱动期间关闭上述旁通阀。
[0024]这样一来，能够防止上述膨胀机的烧结，并且能够使上述润滑油的温度尽早地上升至上述第二值。具体地，在上述工作介质泵以上述第一转速驱动期间、即直到由上述温度传感器检测的润滑油的温度达到上述第二值期间，打开上述旁通阀，因此，在上述循环流路中循环的工作介质的一部分不经由上述膨胀机而经由上述旁通流路，与从上述膨胀机排出后、流入上述油分离器之前的润滑油合流。在此，上述工作介质的温度由于经由上述膨胀机而下降，因此与该工作介质一起通过了膨胀机的润滑油的温度也下降，但该工作介质的温度在不经由上述膨胀机时几乎不下降。由此，通过设计上述旁通流路，对于从上述膨胀机排出后、流入上述油分离器之前的润滑油，能够使具有与流入上述膨胀机之前的工作介质大致相同温度、即比经由上述膨胀机后的工作介质高的温度的工作介质合流。由此，上述润滑油的温度尽早地上升至上述第二值。
[0025]并且，在上述旁通阀打开期间，工作介质的一部分经由上述旁通流路，因此，仅在上述循环流路中循环的工作介质的一部分经由上述膨胀机。即，与不设置上述旁通流路的情况相比，驱动上述膨胀机的驱动力不变大，因此易于防止该膨胀机的烧结。
[0026]如上所述，根据本发明，能够防止发电装置的启动时的膨胀机的烧结。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是示出本发明的第一实施方式的发电装置的结构的概略图。
[0028]图2是用于说明上述发电装置的启动时的控制动作的流程图。
[0029]图3是示出本发明的第二实施方式的工作介质泵的转速的控制内容的图表。
[0030]图4是示出第二实施方式的工作介质泵的转速的控制内容的变形例的图表。
【具体实施方式】
[0031](第一实施方式)
参照图1及图2说明本发明的第一实施方式的发电装置及其控制方法。
[0032]图1示出本实施方式的发电装置的结构。具体地，该发电装置具备工作介质循环的循环流路10、发电机20、润滑油循环的油流路30、润滑油泵31、检测润滑油的温度的温度传感器32、及进行各种控制的控制机构50。并且，该发电装置优选具备加热机构33、旁通流路40、设置在该旁通流路中的旁通阀V2。此外，循环流路10内循环有比水沸点低的工作介质(例如 HFC245fa)。
[0033]循环流路10是封闭回路，串联地连接使工作介质蒸发的蒸发器11、使工作介质膨胀的膨胀机12、将从膨胀机12与工作介质一起排出的润滑油分离的油分离器13、使工作介质凝结的凝结器14、及将由凝结器14凝结的工作介质向蒸发器输送的工作介质泵15。在该循环流路10中设置有切断阀VI。仅在该切断阀Vl打开时，工作介质能够在循环流路10中循环。
[0034]蒸发器11使液状的工作介质蒸发，成为饱和蒸汽或过热蒸汽。蒸发器11具有:工作介质流动的工作介质流路11a、以及与从外部的热源供给的热介质所流动的流路16连接从而该热介质在其中流动的热介质流路lib。流动于工作介质流路Ila的工作介质与流动于热介质流路Ilb的热介质热交换从而蒸发。作为流动于流路16的热介质，除了例如从溜井(蒸汽井)中生成的蒸汽、从工厂等排出的蒸汽外，还可以举出由以太阳能为热源的集热器生成的蒸汽、或从以生物量或化石燃料为热源的锅炉生成的蒸汽。
[0035]膨胀机12设置在循环流路10中的蒸发器11的下游侧，通过令由蒸发器11蒸发的工作介质膨胀而从该工作介质取出动能。在本实施方式中，作为膨胀机12，使用螺杆膨胀机。螺杆膨胀机在形成于膨胀机的壳体内的转子室(未图示)中收容有阴阳一对的螺杆转子(未图示)。在该螺杆膨胀机中，上述螺杆转子借助从形成于上述壳体的吸气口向上述转子室供给的工作介质的膨胀力而旋转。并且，在上述转子室内膨胀从而压力下降的工作介质从形成于上述壳体的排出口排出。
[0036]油分离器13设置在循环流路10中的膨胀机12和凝结器14之间。该油分离器13将润滑油从自膨胀机12排出的工作介质及润滑油的混合流体中分离，并将该分离了的润滑油贮存在该油分离器13内。
[0037]凝结器14使气态的工作介质凝结成为液态的工作介质。该凝结器14设置在循环流路10中的油分离器13的下游侧，导入从油分离器13排出至循环流路10的气态的工作介质。凝结器14具有气态的工作介质流动的工作介质流路14a、以及与从外部供给的冷却介质所流动的流路17连接从而该冷却介质流动于其中的冷却介质流路14b。流动于工作介质流路14a的工作介质与流动于冷却介质流路14b的冷却介质热交换从而凝结。作为流动于流路17的冷却介质，例如举出由冷却塔再循环的冷却水。
[0038]工作介质泵15设置在循环流路10中的凝结器14的下游侧(蒸发器11和凝结器14之间)，用于使工作介质在循环流路10内循环。该工作介质泵15将由凝结器14凝结的液态的工作介质加压至既定的压力，并送出至蒸发器11。作为工作介质泵15，使用作为转子具备叶轮的离心泵、及转子由一对齿轮形成的齿轮泵等。能够以任意的转速驱动该工作介质泵15。
[0039]发电机20与膨胀机12连接，借助工作介质在膨胀机12内膨胀而驱动上述螺杆转子而被驱动。在本实施方式中，作为发电机20，使用IPM发电机(永磁体同步发电机)。具体地，IPM发电机具有与膨胀机12的一对螺杆转子中一方连接的旋转轴，该旋转轴随着上述螺杆转子的旋转而旋转从而产生电力。
[0040]如图1所示，油流路30是用于再次将贮存在油分离器13内的润滑油向膨胀机12供给的流路，即为润滑油流动的流路。供给至膨胀机12的润滑油具备密封上述螺杆转子间、及上述螺杆转子和上述转子室之间的密封部件的功能。由此，抑制工作介质的膨胀效率的下降。
[0041]润滑油泵31设置在油流路30中的油分离器13和膨胀机12之间，用于将贮存在油分离器13内的润滑油向膨胀机12输送。
[0042]温度传感器32检测贮存在油分离器13内的润滑油的温度。
[0043]加热机构33将贮存在油分离器13内的润滑油加热。在本实施方式中，作为该加热机构，使用浸入润滑油内的形式的加热器。但是，作为该加热器，并不限定于浸入润滑油内的形式，也可以是包围油分离器13的形式。
[0044]旁通流路40是连接循环流路10中的膨胀机12和蒸发器11之间的流路、及循环流路10中的膨胀机12和油分离器13之间的流路的流路。即，旁通流路40的一端与循环流路10中的蒸发器11和膨胀机12之间的流路连接，另一端与循环流路10中的膨胀机12和油分离器13之间连接。在该旁通流路40中设置有旁通阀V2。仅在该旁通阀V2打开时，工作介质能够在旁通流路40中流动。
[0045]控制机构50具备ROM、RAM、存储介质、CPU等，通过执行存储在ROM、RAM或存储介质中的程序而发挥既定的功能。该控制机构50进行的各种控制包含使发电装置启动的启动控制。控制机构50作为进行上述启动控制的功能，具有:加热控制部51，进行加热机构33的启动及停止；润滑油泵控制部52，驱动润滑油泵31 ;工作介质泵控制部53，根据由温度传感器32检测的温度T，以既定的转速(Rpl或Rp2)驱动工作介质泵15 ;发电机控制部54，根据由温度传感器32检测的温度T，以既定的转速(Rdl或Rd2)驱动发电20 ;切断阀控制部55，控制切断阀Vl的开关；以及旁通阀控制部56，控制旁通阀V2的开关。
[0046]切断阀控制部55在由温度传感器32检测的值T成为第一值Tl时，打开切断阀VI。
[0047]工作介质泵控制部53在由温度传感器32检测的值T成为第一值Tl时，以第一转速Rpl驱动工作介质泵15，在由温度传感器32检测的值T成为大于第一值Tl的第二值T2(预先设定的值)时，以作为大于第一转速Rpl的转速的第二转速Rp2驱动工作介质泵15。该第一值Tl是作为向该膨胀机12供给顺利地驱动膨胀机12所需的充足的量的润滑油的程度下该润滑油的粘度下降的温度而预先设定的值。
[0048]发电机控制部54在由温度传感器32检测的值T成为第一值Tl时，进行转速的调整使得发电机20的转速成为第一转速Rdl，在由温度传感器32检测的值T成为大于第一值Tl的第二值T2时，进行转速的调整使得发电机20的转速成为作为大于第一转速Rdl的转速的第二转速Rd2。
[0049]旁通阀控制部56，在由温度传感器32检测的值T成为第一值Tl时，打开旁通阀V2，在由温度传感器32检测的值T成为大于第一值Tl的第二值T2时，关闭旁通阀V2。
[0050]加热控制部51在由温度传感器32检测的值T成为大于第一值Tl的第二值T2时，停止加热机构33的驱动。
[0051]接着，参照图2说明控制机构50的启动控制。该启动控制包含润滑油泵驱动步骤、及工作介质泵驱动步骤。此外，润滑油泵驱动步骤意味着以下的步骤ST2，工作介质泵驱动步骤意味着以下的步骤ST3?步骤ST12。
[0052]控制机构50在接受发电装置的启动指令时(发电装置的启动时)，接通加热机构33 (步骤ST1)，并且驱动润滑油泵31 (步骤ST2)。由此，贮存在油分离器13内的润滑油以油流路30、膨胀机12、油分离器13的顺序循环地流动。此时，贮存在油分离器13内的润滑油被加热机构33的发热及润滑油泵31的驱动时的该润滑油泵31的发热加热，因此该润滑油的温度T上升。此外，这些步骤ST1、ST2先执行哪一个都可以，或者也可以同时地执行。并且，贮存在油分离器13内的润滑油被润滑油泵31的发热充分加热，因此也可以省略步骤STl。在这种情况下，成为省略了加热机构33的结构。
[0053]然后，在温度传感器32的检测温度T成为第一值Tl时(步骤ST3)，打开旁通阀V2(步骤ST4)，并且打开切断阀Vl(步骤ST5)，然后，以第一转速Rpl驱动工作介质泵15(步骤ST6)。由此，工作介质流动于循环流路10及旁通流路40。此时，借助将发电机20的转速调整为第一转速Rdl (步骤ST7)，能够从发电机20得到第一发电量。具体地，经由蒸发器11成为气态的工作介质其一部分朝向膨胀机12，剩下的朝向旁通流路40。流入膨胀机12的工作介质膨胀而使上述螺杆转子旋转，从而其温度及压力下降，此后，从该膨胀机12排出。与此时的螺杆转子的转速相对应地使发电机的旋转轴以第一转速Rdl旋转，从而能够从发电机20得到第一发电量。换言之,能够从发电机20得到与借助第一转速Rdl下的工作介质泵15的驱动而向膨胀机12内流入的工作介质的流量、即该工作介质驱动膨胀机12的驱动力相对应的量的第一发电量。另一方面，向旁通流路40流入的工作介质在与流入该旁通流路40之前的工作介质的温度及压力大致相同的状态下，在膨胀机12的下游侧，与从该膨胀机12排出的工作介质及润滑油合流。此外，可以以任意的顺序执行这些步骤ST4?ST7，或者，也可以全部同时地执行。并且，也可以省略旁通流路40及旁通阀V2。
[0054]此后，在由温度传感器32检测的温度T成为大于第一值Tl的第二值T2(步骤ST8)时，断开加热机构33 (步骤ST9)，以作为大于第一转速Rpl的转速的第二转速Rp2驱动工作介质泵15 (步骤ST10)，关闭旁通阀V2 (步骤ST12)。由此，流入膨胀机12的工作介质的量增大。此时，将发电机20的转速调整为作为大于第一转速Rdl的转速的第二转速Rd2(步骤ST11)，因此能够从发电机20得到比第一发电量大的第二发电量。具体地，由于旁通阀V2关闭，因此工作介质不流动于旁通流路40，仅流动于循环流路10，且工作介质泵15的转速成为大于第一转速Rpl的第二转速Rp2，因此，流入膨胀机12的工作介质的量大幅度地增大。因此，膨胀机12的螺杆转子的转速也变大。借助与此时的螺杆转子的转速相对应地使发电机20的旋转轴以第二转速Rd2旋转，能够从发电机20得到比第一发电量大的第二发电量。换言之，能够从发电机20得到与借助第二转速Rp2下的工作介质泵15的驱动而流入膨胀机12内的工作介质的流量、即该工作介质驱动膨胀机12的驱动力相对应的量的第二发电量。此外，可以以任意的顺序执行这些步骤ST9?ST12，或者，也可以全部同时地执行。
[0055]如以上说明，根据本实施方式的发电装置，能够防止其启动时的膨胀机12的烧结。具体地，控制机构50进行下述启动控制:在驱动润滑油泵31之后，在由温度传感器32检测的温度T成为第一值Tl时，即在向该膨胀机12供给顺利地驱动膨胀机12所需的充足的量的润滑油的程度下该润滑油的粘度下降时，驱动工作介质泵15。由此，在借助由于工作介质泵15的驱动而在循环流路10中循环的工作介质来驱动膨胀机12时，向该膨胀机12供给顺利地驱动该膨胀机12所需的充足的量的润滑油，因此，能够防止该膨胀机12的烧结。
[0056]并且，本实施方式的发电装置具备加热机构33，控制机构50在启动控制中，进行与润滑油泵31的驱动大致同时地驱动加热机构33的控制，因此能够缩短直到由温度传感器32检测的润滑油的温度T达到第一值Tl的时间。但是，加热机构33的启动不需要严格地与润滑油泵31的启动相同，也可以稍稍在润滑油泵31的启动的前后。
[0057]并且，在本实施方式中，控制机构50进行下述控制:在启动控制中，直到由温度传感器32检测的温度T达到比第一值Tl高的第二值T2，以第一转速Rpl驱动工作介质泵15的转速，在由温度传感器32检测的温度T变为第二值T2时，以大于第一转速Rpl的第二转速Rp2驱动工作介质泵15的转速。即，控制机构50为，直到由温度传感器32检测的温度T变为比第二值T2，使工作介质泵15以相对低速的第一转速Rpl旋转(低速旋转)，从而使上述螺杆转子的转速(发电机20的旋转轴的转速)不过度上升，在上述温度T变为第二值T2时(润滑油的粘度充分地下降时)，使工作介质泵15以大于第一转速Rpl的第二转速Rp2旋转(高速旋转)，使上述螺杆转子的转速(发电机20的旋转轴的转速)上升。由此，能够防止膨胀机12的烧结，并且能够高效地使发电量增加而向该发电装置的常规运转移行。
[0058]并且，本实施方式的发电装置具备旁通流路40及旁通阀V2，控制机构50进行下述控制:在启动控制中，在工作介质泵15以第一转速Rpl驱动期间，打开旁通阀V2，在工作介质泵15以第二转速Rp2驱动期间，关闭旁通阀V2，因此能够防止膨胀机12的烧结，并且使润滑油的温度T尽早地上升至第二值T2。具体地，在工作介质泵15以第一转速Rpl驱动期间，即直到由温度传感器32检测的润滑油的温度T达到第二值T2期间，旁通阀V2打开，因此在循环流路10中循环的工作介质的一部分不经由膨胀机12而经由旁通流路40，并与从膨胀机12排出后、流入油分离器13之前的润滑油合流。在此，工作介质的温度由于经由膨胀机12而下降，因此与该工作介质一起通过膨胀机12的润滑油的温度也下降，但该工作介质的温度在不经由膨胀机12时几乎不下降。由此，通过设置旁通流路40，对于从膨胀机12排出后、流入油分离器13之前的润滑油，能够使具有与流入膨胀机12之前的工作介质大致相同温度、即比经由膨胀机12后的工作介质高的温度的工作介质合流。由此润滑油的温度尽早地上升至第二值T2。
[0059]并且，由于在旁通阀V2打开期间工作介质的一部分经由旁通流路40，因此，仅在循环流路10中循环的工作介质的一部分经由膨胀机12。即，与不设置旁通流路40的情况相比，膨胀机12的螺杆转子的转速不变大，因此易于防止该膨胀机12的烧结。
[0060](第二实施方式)
图3是示出本发明的第二实施方式的工作介质泵的转速的控制内容的图表。在该图表中，横轴和纵轴的交点是由温度传感器32检测的值T成为第一值Tl时的时间。此外，在第二实施方式中，仅对与第一实施方式不同的部分进行说明，省略了与第一实施方式相同的构造、作用及效果的说明。并且，在本实施方式中，对与第一实施方式相同的结构标注了相同的符号。
[0061]如图3所示，本实施方式的工作介质泵控制部53从由温度传感器32检测的值T成为第一值Tl时，随着上述值T上升，使工作介质泵15的转速逐渐上升直到成为定速转速Rp3,从工作介质泵15的转速成为定速转速Rp3,在既定时间(直到本装置的系统稳定的时间)中以该定速转速Rp3驱动工作介质泵15。然后，经过上述既定时间后，再次与上述值T的上升一起使上述工作介质泵15的转速从定速转速Rp3逐渐上升，从上述值T成为比第一值Tl高的第二值T2时，以比定速转速Rp3大的第二转速Rp2驱动工作介质泵15。此外，发电机控制部54优选控制该电动机20的转速，使得发电机20的转速与工作介质泵15的转速一致。
[0062]如上所述，在本实施方式中，控制机构50进行下述控制:在启动控制中，从由温度传感器32检测的温度T成为第一值Tl时，随着上述值T上升，使工作介质泵15的转速逐渐上升直到成为定速转速Rp3，从工作介质泵15的转速成为定速转速Rp3，在既定时间中以该定速转速Rp3驱动工作介质泵15，因此，能够从发电机20得到与工作介质泵15的转速相对应的量的发电量。而且，以定速转速Rp3旋转的时间维持既定时间，因此本装置的系统稳定。
[0063]如图4所示，在第二实施方式中，工作介质泵53也可以为，从由温度传感器32检测的值T成为第一值Tl时至成为第二值T2，对应于上述值T的上升，连续地使工作介质泵15的转速上升直到工作介质泵15的转速成为第二转速Rp2。此外，在图4的图表中，横轴和纵轴的交点也是由温度传感器32检测的值T成为第一值Tl时的时间。
[0064]此外，这次公开的实施方式，其全部的点都是举例示出，应认为并不是限制性的方式。本发明的范围并不是由上述实施方式的说明而是如权利要求的范围示出，而且包含与权利要求的范围均等的内容及范围内的全部变更。
[0065]例如，在上述实施方式中，作为加热机构33，举例示出了浸入润滑油内的形式的加热器、或包围油分离器13的形式的加热器，但加热机构33并不限定为这些。作为该加热机构33，也可以利用上述热介质流动的流路16。在这种情况下，该流路16配置在油分离器13的周围，使得在流路16内流动的热介质能够与油分离器13内的润滑油热接触。
[0066]并且，在上述实施方式中，示出了在循环流路10中的蒸发器11的紧接的下游侧设置膨胀机12的例子，但也可以在循环流路10中的蒸发器11和膨胀机12之间设置过热器。
[0067]并且，在上述实施方式中，作为发电机20，示出了使用IPM发电机的例子，但发电机20并不限定于此。作为IPM发电机以外的发电机20，举例出例如感应发电机。
[0068]并且，在上述实施方式中，工作介质泵控制部53仅基于由温度传感器32检测的值T控制工作介质泵15的转速,但工作介质泵控制部53的控制方法并不限定于此。例如，工作介质泵控制部53也可以如下地控制:得在由温度传感器32检测的值T成为第一值Tl后，在由计时器测量的一定时间后，工作介质泵15的转速成为第二转速Rp2。即，工作介质泵控制部53可以在上述值T成为第一值Tl后，不基于润滑油的温度而基于时间来控制工作介质泵15的转速。在这种情况下，优选设定如图3所示的以定速转速Rp3驱动工作介质泵15的期间。但是，也可以不设定该期间，而随着时间的经过渐渐使工作介质泵15的转速上升地进行控制。
【权利要求】
1.一种发电装置，具备: 循环流路，串联地连接使工作介质蒸发的蒸发器、使上述工作介质膨胀的膨胀机、将从上述膨胀机与上述工作介质一起排出的润滑油分离的油分离器、使上述工作介质凝结的凝结器、及将由上述凝结器凝结的工作介质向上述蒸发器输送的工作介质泵； 发电机，借助上述工作介质在上述膨胀机内膨胀而被驱动； 润滑油泵，将上述油分离器内的润滑油向上述膨胀机输送； 温度传感器，检测上述油分离器内的润滑油的温度；以及 控制机构，进行下述启动控制:驱动上述润滑油泵，之后，在由上述温度传感器检测的温度成为既定值时，驱动上述工作介质泵。
2.如权利要求1所述的发电装置，其特征在于， 还具备加热上述油分离器内的润滑油的加热机构， 上述控制机构在上 述启动控制中，进行在上述润滑油泵的驱动的同时或在其前后驱动上述加热机构的控制。
3.如权利要求1或2所述的发电装置，其特征在于， 上述控制机构进行下述控制:在上述启动控制中，从由上述温度传感器检测的温度成为作为上述既定值的第一值时，随着由上述温度传感器检测的温度上升而使上述工作介质泵的转速逐渐上升，在既定时间中以定速转速驱动上述工作介质泵的转速，经过上述既定时间后，再次与由上述温度传感器检测的温度的上升一起使上述工作介质泵的转速从上述定速转速逐渐上升，从由上述温度传感器检测的温度成为比上述第一值高的第二值时，以比上述定速转速大的第二转速驱动上述工作介质泵的转速。
4.如权利要求1或2所述的发电装置，其特征在于， 上述控制机构进行下述控制:在上述启动控制中，直到由上述温度传感器检测的温度成为比作为上述既定值的第一值高的第二值，以第一转速驱动上述工作介质泵的转速，在由上述温度传感器检测的温度成为上述第二值时，以比上述第一转速大的第二转速驱动上述工作介质泵的转速。
5.如权利要求4所述的发电装置，其特征在于， 还具备:旁通流路，连接上述膨胀机和上述蒸发器之间的流路、及上述膨胀机和上述油分离器之间的流路；以及旁通阀，设置在该旁通流路中， 上述控制机构进行下述控制:在上述启动控制中，在上述工作介质泵以上述第一转速驱动期间打开上述旁通阀，在上述工作介质泵以上述第二转速驱动期间关闭上述旁通阀。
6.一种发电装置的控制方法， 上述发电装置具备: 循环流路，串联地连接使工作介质蒸发的蒸发器、使上述工作介质膨胀的膨胀机、将从上述膨胀机与上述工作介质一起排出的润滑油分离的油分离器、使上述工作介质凝结的凝结器、及将由上述凝结器凝结的工作介质向上述蒸发器输送的工作介质泵； 发电机，借助上述工作介质在上述膨胀机内膨胀而被驱动； 润滑油泵，将上述油分离器内的润滑油向上述膨胀机输送；以及 温度传感器，检测上述油分离器内的润滑油的温度， 该发电装置的控制方法包含:润滑油泵驱动步骤，驱动上述润滑油泵；以及 工作介质泵驱动步骤，在由上述温度传感器检测的温度成为既定值时驱动上述工作介质泵。
7.如权利要求6所述的发电装置的控制方法，其特征在于， 在上述工作介质泵驱动步骤中，从由上述温度传感器检测的温度成为作为上述既定值的第一值时，随着由上述温度传感器检测的温度上升而使上述工作介质泵的转速逐渐上升直到成为定速转速，在既定时间中以定速转速驱动上述工作介质泵的转速，经过上述既定时间后，再次与由上述温度传感器检测的温度的上升一起使上述工作介质泵的转速从上述定速转速逐渐上升，从由上述温度传感器检测的温度成为比上述第一值高的第二值时，以比上述定速转速大的第二转速驱动上述工作介质泵的转速。
8.如权利要求6所述的发电装置的控制方法，其特征在于， 在上述工作介质泵驱动步骤中，直到由上述温度传感器检测的温度成为比作为上述既定值的第一值高的第二值，都以第一转速驱动上述工作介质泵的转速，在由上述温度传感器检测的温度成为上述第二值时，以比上述第一转速大的第二转速驱动上述工作介质泵的转速。
9.如权利要求8所述的发电装置的控制方法，其特征在于， 上述发电装置还具备:旁通流路，连接上述膨胀机和上述蒸发器之间的流路、及上述膨胀机和上述油分离器之间的流路；及旁通阀，设置在该旁通流路中， 在上述工作介质泵驱动步骤中，在上述工作介质泵以上述第一转速驱动期间打开上述旁通阀，在上述工作介质泵以 上述第二转速驱动期间关闭上述旁通阀。
【文档编号】F01C21/06GK103670523SQ201310383508
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2012年8月29日
【发明者】足立成人, 松村昌义, 成川裕, 高桥和雄 申请人:株式会社神户制钢所