发电装置及发电装置的控制方法.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103670523 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103670523 A (21)申请号 201310383508.X (22)申请日 2013.08.29 2012-188287 2012.08.29 JP F01C 20/28(2006.01) F01C 21/04(2006.01) F01C 21/06(2006.01) (71)申请人 株式会社神户制钢所 地址 日本兵库县神户市 (72)发明人 足立成人 松村昌义 成川裕 高桥和雄 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 李婷 杨楷 (54) 发明名称 发

2、电装置及发电装置的控制方法 (57) 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。 (30)优先权数据 (51)Int

3、.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 10 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103670523 A CN 103670523 A 1/2 页 2 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

4、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

5、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

6、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

7、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 ： 权 利 要 求 书 CN 103670523 A 2 2/2 页 3 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

8、， 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

9、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。 权 利 要 求 书 CN 1036705

10、23 A 3 1/10 页 4 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

11、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

12、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

13、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。

14、 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。 说 明 书 CN 103670523 A 4 2/10 页 5 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，

15、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

16、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

17、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，

18、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，

19、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 说 明 书 CN 103670523 A 5 3/10 页 6 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

20、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，

21、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，

22、 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

23、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

24、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 说 明 书 CN 103670523 A 6 4/10 页 7 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

25、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

26、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

27、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

28、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

29、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

30、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 说 明 书 CN 103670523 A 7 5/10 页 8 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

31、， 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。 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）

32、 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

33、、 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 V1。仅在该切断阀 V1 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 11b。流动于工作介质流路 11a 的工作介质与流动 于热介质流路 11b 的热介质热交换从

34、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 说 明 书 CN 103

35、670523 A 8 6/10 页 9 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

36、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

37、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

38、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

39、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 5

40、0 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 说 明 书 CN 103670523 A 9 7/10 页 10 度传感器 32 检测的温度 T， 以既定的转速 （Rp1 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 （Rd1 或 Rd2） 驱动发电 20 ； 切断阀控 制部 55， 控制切断阀 V1 的开关 ； 以及旁通阀控

41、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 T1 时， 打开切断阀 V1。 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 T1 时， 以第一转 速 Rp1 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 T1 的第二值 T2 （预先设定的值） 时， 以作为大于第一转速 Rp1 的转速的第二转速 Rp2 驱动工作介质泵 15。 该第一值 T1 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

42、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 T1 时， 进行转速的调 整使得发电机20的转速成为第一转速Rd1， 在由温度传感器32检测的值T成为大于第一值 T1 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 Rd1 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 T1 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 T1 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

43、第一值T1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

44、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 ST1。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 T1 时 （步骤 ST3） ， 打开旁通阀 V2 （步骤 ST4） ， 并且打开切断阀 V1 （步骤 ST5） ， 然后， 以第一转速 Rp1 驱动工作介质泵 15 （步骤 ST6） 。由

45、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 Rd1（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 Rd1 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 Rd1 下的工作介 质泵 15 的驱动而向膨胀机

46、 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 说 明 书 CN 103670523 A 10 8/10 页 11 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ST4ST7， 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T1的第二值T2 （步骤ST8） 时， 断开加热机

47、构 33（步骤 ST9） ， 以作为大于第一转速 Rp1 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 Rd1 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Rp1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

48、 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 ST9ST12， 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

49、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 T1 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 T1 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 T1