再生サイクル発電装置
【課題】第１または第２の気液分離器側における気体状態の作動流体が増加した場合でも、ポンプに気体が吸入されることによる吐出不良を効果的に防止することのできる再生サイクル発電装置を提供する。
【解決手段】第１の気液分離器５に流入する作動流体が気体状態であることを第１の流体センサ６によって検知すると、第１のポンプ１０の流量を低下させ、第２の気液分離器８に流入する作動流体が気体状態であることを第２の流体センサ９によって検知すると、第２のポンプ１１の流量を低下させるようにしたので、第１または第２の気液分離器５内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１または第２の気液分離器５内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができる。
【解決手段】第１の気液分離器５に流入する作動流体が気体状態であることを第１の流体センサ６によって検知すると、第１のポンプ１０の流量を低下させ、第２の気液分離器８に流入する作動流体が気体状態であることを第２の流体センサ９によって検知すると、第２のポンプ１１の流量を低下させるようにしたので、第１または第２の気液分離器５内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１または第２の気液分離器５内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば太陽光等の自然界で発生する熱や内燃機関の廃熱等を熱源として利用する再生サイクル発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、再生サイクルを用いた発電装置としては、作動流体を所定の熱源により加熱して蒸発させる流体蒸発器と、流体蒸発器によって蒸発した作動流体の膨張により動力を発生する第１のタービンと、第１のタービンから流出する一部の作動流体の膨張により動力を発生する第２のタービンと、第２のタービンから流出する作動流体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器から流出した作動流体を受容する第１の気液分離器と、第１の気液分離器から流出する作動流体を第１のタービンから流出する他の一部の作動流体によって加熱する加熱器と、加熱器から流出する作動流体を受容する第２の気液分離器と、第１の気液分離器の作動流体を吸入して加熱器側に吐出する第１のポンプと、第２の気液分離器の作動流体を吸入して流体蒸発器側に吐出する第２のポンプとを備え、第１及び第２のタービンによって発電機を駆動するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、比較的小規模の装置の場合は、タービンに代わる動力発生機として、一対のスクロール部材間に作動流体を流入させ、作動流体の膨張によって一方のスクロール部材を回転させるようにした、いわゆるスクロール型膨張機を用いたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平７−９１３６１号公報
【特許文献２】特開２００１−２４８５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記発電装置では、第１の気液分離器の作動流体と第２の気液分離器の作動流体がそれぞれ第１のポンプと第２のポンプによって個別に給送されるため、例えば各ポンプの流量バランスが適正でないと、第１または第２の気液分離器側における気体状態の作動流体が増加し、ポンプに気体が吸入されて吐出不良を生ずるという問題点があった。
【０００５】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第１または第２の気液分離器側における気体状態の作動流体が増加した場合でも、ポンプに気体が吸入されることによる吐出不良を効果的に防止することのできる再生サイクル発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前記目的を達成するために、作動流体を所定の熱源により加熱して蒸発させる流体蒸発器と、流体蒸発器によって蒸発した作動流体の膨張により動力を発生する第１の動力発生機と、第１の動力発生機から流出する一部の作動流体の膨張により動力を発生する第２の動力発生機と、第２の動力発生機から流出する作動流体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器から流出した作動流体を受容する第１の気液分離器と、第１の気液分離器から流出する作動流体を第１の動力発生機から流出する他の一部の作動流体によって加熱する加熱器と、加熱器から流出する作動流体を受容する第２の気液分離器と、第１の気液分離器の作動流体を吸入して加熱器側に吐出する第１のポンプと、第２の気液分離器の作動流体を吸入して流体蒸発器側に吐出する第２のポンプとを備え、第１及び第２の動力発生機によって発電機を駆動するようにした再生サイクル発電装置において、前記第１の気液分離器に流入する作動流体が気体状態か液体状態かを検知する第１の流体検知手段と、第２の気液分離器に流入する作動流体が気体状態か液体状態かを検知する第２の流体検知手段と、第１の流体検知手段によって気体状態の作動流体が検知されると、第１のポンプの流量を所定の流量よりも低下させ、第２の流体検知手段によって気体状態の作動流体が検知されると、第２のポンプの流量を所定の流量よりも低下させる制御手段とを備えている。
【０００７】
これにより、第１の流体検知手段によって気体状態の作動流体が検知されると、第１のポンプの流量が所定の流量よりも低下することから、第１の気液分離器内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１の気液分離器内に液体状態の作動流体が十分に確保される。また、第２の流体検知手段によって気体状態の作動流体が検知されると、第２のポンプの流量が所定の流量よりも低下することから、第２の気液分離器内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第２の気液分離器内に液体状態の作動流体が十分に確保される。
【０００８】
また、本発明は、作動流体を所定の熱源により加熱して蒸発させる流体蒸発器と、流体蒸発器によって蒸発した作動流体の膨張により動力を発生する第１の動力発生機と、第１の動力発生機から流出する一部の作動流体の膨張により動力を発生する第２の動力発生機と、第２の動力発生機から流出する作動流体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器から流出した作動流体を受容する第１の気液分離器と、第１の気液分離器から流出する作動流体を第１の動力発生機から流出する他の一部の作動流体によって加熱する加熱器と、加熱器から流出する作動流体を受容する第２の気液分離器と、第１の気液分離器の作動流体を吸入して加熱器側に吐出する第１のポンプと、第２の気液分離器の作動流体を吸入して流体蒸発器側に吐出する第２のポンプとを備え、第１及び第２の動力発生機によって発電機を駆動するようにした再生サイクル発電装置において、前記第１の気液分離器内の液体状態の作動流体が所定量以下か否かを検知する第１の流体検知手段と、第２の気液分離器内の液体状態の作動流体が所定量以下か否かを検知する第２の流体検知手段と、第１の流体検知手段によって液体状態の作動流体が所定量以下になったことが検知されると、第１のポンプの流量を所定の流量よりも低下させ、第２の流体検知手段によって液体状態の作動流体が所定量以下になったことが検知されると、第２のポンプの流量を所定の流量よりも低下させる制御手段とを備えている。
【０００９】
これにより、第１の流体検知手段によって液体状態の作動流体が所定量以下になったことが検知されると、第１のポンプの流量が所定の流量よりも低下することから、第１の気液分離器内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１の気液分離器内に液体状態の作動流体が十分に確保される。また、第２の流体検知手段によって液体状態の作動流体が所定量以下になったことが検知されると、第２のポンプの流量が所定の流量よりも低下することから、第２の気液分離器内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第２の気液分離器内に液体状態の作動流体が十分に確保される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１または第２の気液分離器側における気体状態の作動流体が増加した場合でも、第１または第２の気液分離器内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１または第２の気液分離器内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができるので、ポンプに気体が吸入されることによる吐出不良を効果的に防止することのできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１乃至図６は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は再生サイクル発電装置の概略構成図、図２は制御系を示すブロック図、図３は気液センサの側面断面図、図４は図３のＡ−Ａ線矢視方向断面図、図５及び図６は制御部の動作を示すフローチャートである。
【００１２】
この再生サイクル発電装置は、作動流体を蒸発させる流体蒸発器１と、流体蒸発器１によって蒸発した作動流体により回転する第１の動力発生機としての第１のタービン２と、第１のタービン２から流出する一部の作動流体により回転する第２の動力発生機としての第２のタービン３と、第２のタービン３から流出する作動流体を凝縮させる凝縮器４と、凝縮器４から流出した作動流体を受容する第１の気液分離器５と、第１の気液分離器５側における気体状態の作動流体の増加を検知する第１の流体センサ６と、第１の気液分離器５から流出する作動流体を第１のタービン２から流出する他の一部の作動流体によって加熱する加熱器７と、加熱器７から流出する作動流体を受容する第２の気液分離器８と、第２の気液分離器８側における気体状態の作動流体の増加を検知する第２の流体センサ９と、第１の気液分離器５の作動流体を吸入して加熱器７側に吐出する第１のポンプ１０と、第２の気液分離器７の作動流体を吸入して流体蒸発器１側に吐出する第２のポンプ１１と、各流体センサ６，９の検知動作に基づいて各ポンプ１０，１１を制御する制御部１２とを備え、第１及び第２のタービン２，３によって発電機Ｇを駆動するように構成されている。
【００１３】
流体蒸発器１は、太陽光から収集した熱により作動流体を加熱して蒸発させる周知の機器からなり、その流出側には流量調整弁１ａが設けられている。
【００１４】
第１及び第２のタービン２，３は互いに同軸状に設けられ、その回転軸には発電機Ｇが連結されている。第１のタービン２の流入側は流体蒸発器１側に接続され、第２のタービン３の流入側には第１のタービン２の流出側回路から分岐する流入側回路が接続されている。
【００１５】
凝縮器４は第２のタービン３の流出側に接続され、内部を流通する作動流体を外部の熱媒体との熱交換により冷却して凝縮させるようになっている。
【００１６】
第１の気液分離器５は凝縮器４の流出側に接続され、内部に気体状態及び液体状態の作動流体を上下に分離して貯溜するようになっている。
【００１７】
第１の流体センサ６は凝縮器４と第１の気液分離器５との間に設けられ、図３及び図４に示すように、作動流体を流通するセンサ本体６ａと、センサ本体６ａ内に設けられた流路６ｂと、流路６ｂ内の所定位置に設けられたプリズム６ｃと、プリズム６ｃに光を照射する発光素子６ｄと、プリズム６ｃの反射光を受光する受光素子６ｅとから構成されている。即ち、第１の流体センサ６は、図４(a) に示すように流路６ｂ内の作動流体の状態が気体の場合には、発光素子６ｄからの照射光がプリズム６ｃの第１の反射面６ｃ−１及び第２の反射面６ｃ−２で順次反射して受光素子６ｅによって受光されるようになっている。また、図４(b) に示すように流路６ｂ内の作動流体の状態が液体の場合には、発光素子６ｄからの照射光がプリズム６ｃの第１の反射面６ｃ−１を透過して受光素子６ｅに受光されないようになっている。
【００１８】
加熱器７は第１のタービン２の流出側回路と第１の気液分離器５の流出側回路に接続され、これらの回路を流通する作動流体を互いに熱交換することにより、第１の気液分離器５から流出する作動流体を第１のタービン２から流出する作動流体によって加熱するようになっている。
【００１９】
第２の気液分離器８は加熱器７の流出側に接続され、第１の気液分離器５と同様、内部に気体状態及び液体状態の作動流体を上下に分離して貯溜するようになっている。この場合、加熱器７の各流出側回路は互いに合流し、第２の気液分離器８に流入するようになっている。
【００２０】
第２の流体センサ９は加熱器７の流出側の合流点と第１の気液分離器５との間に設けられ、第１の流体センサ６と同様、図３及び図４に示すように構成されている。
【００２１】
第１のポンプ１０は、駆動モータ（図示せず）の回転数を制御することにより流量を調整可能な周知の機器からなり、第１の気液分離器５と加熱器７との間に設けられている。
【００２２】
第２のポンプ１１は第１のポンプ１０と同様、駆動モータ（図示せず）の回転数を制御することにより流量を調整可能な周知の機器からなり、第２の気液分離器８と流体蒸発器１との間に設けられている。
【００２３】
制御部１２はマイクロコンピュータによって構成され、第１の流体センサ６、第２の流体センサ９、第１のポンプ１０及び第２のポンプ１１に接続されている。即ち、制御部１２は第１及び第２の流体センサ６，９の検知信号（発光素子６ｄの照射光が受光素子６ｅに受光されたか否か）に基づいて第１のポンプ１０及び第２のポンプ１１の回転数をそれぞれ制御するようになっている。
【００２４】
以上のように構成された再生サイクル発電装置においては、流体蒸発器１で加熱されて蒸発した作動流体が第１のタービン２に流入し、第１のタービン２内で膨張する。また、第１のタービン２から流出した作動流体の一部が第２のタービン３に流入し、第２のタービン３内で膨張する。これにより、各タービン２，３が作動流体の膨張により回転し、各タービン２，３によって発電機Ｇが駆動される。次に、第２のタービン３から流出した作動流体は凝縮器４によって冷却され、凝縮器４内で凝縮するとともに、第１の気液分離器５に受容される。また、第１の気液分離器５内の液体状態の作動流体は第１のポンプ１０に吸入されて加熱器７側に吐出され、加熱器７を介して第２の気液分離器８に受容される。また、加熱器７には第１のタービン２から流出した作動流体が流通し、加熱器７の流出側回路に合流して第２の気液分離器８に受容される。その際、加熱器７では、第１のタービン２側から流入する作動流体が第１のポンプ１０側から流入する作動流体との熱交換によって凝縮するとともに、その凝縮熱によって第１のポンプ１０側から流入する作動流体が加熱される。そして、第２の気液分離器８内の液体状態の作動流体が第２のポンプ１１に吸入されて流体蒸発器１側に吐出され、流体蒸発器１によって再び蒸発する。
【００２５】
次に、制御部１２の動作について、図５及び図６のフローチャートを参照して説明する。まず、第１の気液分離器５に受容される作動流体が第１の流体センサ６によって液体であると検知された場合は（Ｓ１）、第１のポンプ１０を所定の第１の回転数Ｎ1 で駆動し（Ｓ２）、ステップＳ１に戻る。ここで、例えば第２のタービン３から流出する作動流体の量が過剰になった場合など、凝縮器４から気体状態の作動流体が第１の気液分離器５に流入し、第１の流体センサ６によって作動流体が気体であると検知された場合は（Ｓ１）、第１のポンプ１０を第１の回転数Ｎ1 よりも低回転の所定の第２の回転数Ｎ2 で駆動し（Ｓ３）、ステップＳ１に戻る。これにより、第１の気液分離器５から第１のポンプ１０に吸入される作動流体の流量が低下する。
【００２６】
また、第２の気液分離器８に受容される作動流体が第２の流体センサ９によって液体であると検知された場合は（Ｓ４）、第１のポンプ１１を所定の第１の回転数Ｍ1 で駆動し（Ｓ５）、ステップＳ４に戻る。ここで、例えば第１のタービン２から流出する作動流体の量が過剰になった場合など、加熱器７から気体状態の作動流体が第２の気液分離器９に流入し、第２の流体センサ９によって作動流体が気体であると検知された場合は（Ｓ４）、第２のポンプ１１を第１の回転数Ｍ1 よりも低回転の所定の第２の回転数Ｍ2 で駆動し（Ｓ８）、ステップＳ４に戻る。これにより、第２の気液分離器９から第２のポンプ１１に吸入される作動流体の流量が低下する。
【００２７】
このように、本実施形態によれば、第１の気液分離器５に流入する作動流体が気体状態であることを第１の流体センサ６によって検知すると、第１のポンプ１０の流量を低下させるようにしたので、第１の気液分離器５内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１の気液分離器５内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができ、第１のポンプ１０に気体が吸入されることによる吐出不良を効果的に防止することができる。同様に、第２の気液分離器８に流入する作動流体が気体状態であることを第２の流体センサ９によって検知すると、第２のポンプ１１の流量を低下させるようにしたので、第２の気液分離器８内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１の気液分離器５内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができるので、第２の気液分離器８内に液体状態の作動流体が受容されるまでの間、第２の気液分離器８内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができ、第２のポンプ１１に気体が吸入されることによる吐出不良を効果的に防止することができる。
【００２８】
また、第１及び第２の流体センサ６，９を、作動流体の流路６ｂに配置されたプリズム６ｃと、プリズム６ｃに光を照射する発光素子６ｄと、プリズム６ｃの反射光を受光する受光素子６ｅとから構成し、流路６ｂの作動流体の状態が気体のときにはプリズム６ｃの第１及び第２の反射面６ｃ−１，６ｃ−２の反射光を受光素子６ｅによって受光し、流路６ｂの作動流体の状態が液体のときには発光素子６ｄ部の照射光がプリズム６ｃの第１反射面６ｃ−１を透過するようにしたので、第１及び第２の気液分離器５，８に受容される作動流体の状態を光学的に検知することができ、第１または第２の気液分離器５，８側における気体状態の作動流体が増加したことを確実に検知することができる。
【００２９】
尚、前記実施形態では、プリズム６ｃに照射した光の反射光によって流路６ｂの作動流体の状態を検知するようにしたものを示したが、第１及び第２の気液分離器５，８に流入する作動流体が気体状態か液体状態かを検知可能なものであれば、例えば温度や流量等を検知するセンサなど、他の構成によって作動流体の状態を検知するようにしてもよい。
【００３０】
また、前記実施形態では、熱源に太陽光を用いる流体蒸発器１を示したが、例えば地熱、火力、内燃機関やボイラの廃熱等、他の熱源を用いるものであってもよい。
【００３１】
図７乃至図１１は本発明の第２の実施形態を示すもので、図７は再生サイクル発電装置の概略構成図、図８は制御系を示すブロック図、図９は流体センサの側面図、図１０及び図１１は制御部の動作を示すフローチャートである。尚、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００３２】
本実施形態の再生サイクル発電装置は、第１の気液分離器５内の液体状態の作動流体が所定量以下になったことを検知する第１の流体センサ１３と、第２の気液分離器８内の液体状態の作動流体が所定量以下になったことを検知する第２の流体センサ１４とを備え、これら第１及び第２の流体センサ１３，１４は前記実施形態の第１及び第２の流体センサ６，９に代わるものである。
【００３３】
第１の流体センサ１３は第１の気液分離器５内に設けられ、図９に示すように、第１の気液分離器５内に配置されたフロート１３ａと、フロート１３ａの上下方向の位置をマイクロスイッチ等により検知する検知部１３ｂとからなる。即ち、検知部１３ｂは制御部１２に接続され、液体状態の作動流体の液面が低下してフロート１３ａが所定位置よりも下方に移動すると、検知部１３ｂによって所定の検知信号を制御部１２に出力するようになっている。
【００３４】
第２の流体センサ１４は第２の気液分離器８内に設けられ、第１の流体センサ１３と同様、図９に示すように構成されている。
【００３５】
次に、制御部１２の動作について、図１０及び図１１のフローチャートを参照して説明する。まず、第１の流体センサ１３によって第１の気液分離器５内の液面が所定位置よりも低下していないと検知された場合は（Ｓ１０）、第１のポンプ１０を所定の第１の回転数Ｎ1 で駆動し（Ｓ１１）、ステップＳ１０に戻る。ここで、例えば第２のタービン３から流出する作動流体の量が過剰になった場合など、凝縮器４から気体状態の作動流体が第１の気液分離器５に流入し、第１の流体センサ１３によって第１の気液分離器５内の液面が所定位置よりも低下したことが検知された場合は（Ｓ１０）、第１のポンプ１０を第１の回転数Ｎ1 よりも低回転の所定の第２の回転数Ｎ2 で駆動し（Ｓ１０）、ステップＳ１０に戻る。これにより、第１の気液分離器５から第１のポンプ１０に吸入される作動流体の流量が低下する。
【００３６】
また、第２の流体センサ１４によって第２の気液分離器８内の液面が所定位置よりも低下していないと検知された場合は（Ｓ１４）、第２のポンプ１１を所定の第１の回転数Ｎ1 で駆動する（Ｓ１５）。ここで、例えば第２のタービン３から流出する作動流体の量が過剰になった場合など、凝縮器４から気体状態の作動流体が第１の気液分離器５に流入し、第２の流体センサ１３によって第２の気液分離器８内の液面が所定位置よりも低下したことが検知された場合は（Ｓ１６）、第２のポンプ１１を第１の回転数Ｍ1 よりも低回転の所定の第２の回転数Ｍ2 で駆動する（Ｓ１７）。これにより、第２の気液分離器８から第２のポンプ１１に吸入される作動流体の流量が低下する。
【００３７】
本実施形態によれば、第１の気液分離器５内の液体状態の作動流体が所定量以下になったことを第１の流体センサ６によって検知すると、第１のポンプ１０の流量を低下させるようにしたので、第１の気液分離器５内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１の気液分離器５内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができ、第１のポンプ１０に気体が吸入されることによる吐出不良を効果的に防止することができる。同様に、第２の気液分離器８内の液体状態の作動流体が所定量以下になったことを第２の流体センサ９によって検知すると、第２のポンプ１１の流量を低下させるようにしたので、第２の気液分離器８内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１の気液分離器５内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができるので、第２の気液分離器８内に液体状態の作動流体が受容されるまでの間、第２の気液分離器８内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができ、第２のポンプ１１に気体が吸入されることによる吐出不良を効果的に防止することができる。
【００３８】
また、第１及び第２の流体センサ１３，１４を、第１の気液分離器５内に配置されたフロート１３ａと、フロート１３ａの上下方向の位置を検知する検知部１３ｂとから構成し、作動流体の液面が低下してフロート１３ａが所定位置よりも下方に移動したことを検知部１３ｂによって検知するようにしたので、第１及び第２の気液分離器５，８に受容される液体状態の作動流体の量を液面の変動によって検知することができ、第１または第２の気液分離器５，８側における気体状態の作動流体が増加したことを確実に検知することができる。
【００３９】
更に、第１及び第２のタービン２，３を発電機Ｇの回転軸に互いに同軸状に連結したので、一台の発電機Ｇを第１及び第２のタービン２，３によって駆動することができ、装置全体の小型化を図ることができる。
【００４０】
また、前記実施形態のように第１及び第２の動力発生機として周知のタービン２，３を用いることにより、常に高い動力を得ることができるが、小規模の装置の場合は、第１及び第２の動力発生機として周知のスクロール型膨張機を用いることにより、小型で低コストな装置を実現することができる。
【００４１】
尚、前記実施形態では、フロート１３ａの上下動によって第１の気液分離器５内における液体状態の作動流体が所定量以下になったことを検知するようにしたものを示したが、作動流体の量を検知可能なものであれば、例えば超音波センサや光センサを用いて液面位置を検知するものなど、他の構成によって作動流体の量を検知するようにしてもよい。
【００４２】
また、前記実施形態では、一台の発電機Ｇに第１及び第２のタービン２，３を同軸状に連結したものを示したが、第１及び第２のタービン２，３を二台の発電機にそれぞれ連結するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す再生サイクル発電装置の概略構成図
【図２】制御系を示すブロック図
【図３】気液センサの側面断面図
【図４】図３はＡ−Ａ線矢視方向断面図
【図５】第１のポンプに対する制御部の動作を示すフローチャート
【図６】第２のポンプに対する制御部の動作を示すフローチャート
【図７】本発明の第２の実施形態を示す再生サイクル発電装置の概略構成図
【図８】制御系を示すブロック図
【図９】流体センサの側面図
【図１０】制御部の動作を示すフローチャート
【図１１】制御部の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４４】
１…流体蒸発器、２…第１のタービン、３…第２のタービン、４…凝縮器、５…第１の気液分離器、６…第１の流体センサ、７…加熱器、８…第２の気液分離器、９…第２の流体センサ、１０…第１のポンプ、１１…第２のポンプ、１２…制御部、Ｇ…発電機、１３…第１の流体センサ、１４…第２の流体センサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば太陽光等の自然界で発生する熱や内燃機関の廃熱等を熱源として利用する再生サイクル発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、再生サイクルを用いた発電装置としては、作動流体を所定の熱源により加熱して蒸発させる流体蒸発器と、流体蒸発器によって蒸発した作動流体の膨張により動力を発生する第１のタービンと、第１のタービンから流出する一部の作動流体の膨張により動力を発生する第２のタービンと、第２のタービンから流出する作動流体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器から流出した作動流体を受容する第１の気液分離器と、第１の気液分離器から流出する作動流体を第１のタービンから流出する他の一部の作動流体によって加熱する加熱器と、加熱器から流出する作動流体を受容する第２の気液分離器と、第１の気液分離器の作動流体を吸入して加熱器側に吐出する第１のポンプと、第２の気液分離器の作動流体を吸入して流体蒸発器側に吐出する第２のポンプとを備え、第１及び第２のタービンによって発電機を駆動するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、比較的小規模の装置の場合は、タービンに代わる動力発生機として、一対のスクロール部材間に作動流体を流入させ、作動流体の膨張によって一方のスクロール部材を回転させるようにした、いわゆるスクロール型膨張機を用いたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平７−９１３６１号公報
【特許文献２】特開２００１−２４８５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記発電装置では、第１の気液分離器の作動流体と第２の気液分離器の作動流体がそれぞれ第１のポンプと第２のポンプによって個別に給送されるため、例えば各ポンプの流量バランスが適正でないと、第１または第２の気液分離器側における気体状態の作動流体が増加し、ポンプに気体が吸入されて吐出不良を生ずるという問題点があった。
【０００５】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第１または第２の気液分離器側における気体状態の作動流体が増加した場合でも、ポンプに気体が吸入されることによる吐出不良を効果的に防止することのできる再生サイクル発電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は前記目的を達成するために、作動流体を所定の熱源により加熱して蒸発させる流体蒸発器と、流体蒸発器によって蒸発した作動流体の膨張により動力を発生する第１の動力発生機と、第１の動力発生機から流出する一部の作動流体の膨張により動力を発生する第２の動力発生機と、第２の動力発生機から流出する作動流体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器から流出した作動流体を受容する第１の気液分離器と、第１の気液分離器から流出する作動流体を第１の動力発生機から流出する他の一部の作動流体によって加熱する加熱器と、加熱器から流出する作動流体を受容する第２の気液分離器と、第１の気液分離器の作動流体を吸入して加熱器側に吐出する第１のポンプと、第２の気液分離器の作動流体を吸入して流体蒸発器側に吐出する第２のポンプとを備え、第１及び第２の動力発生機によって発電機を駆動するようにした再生サイクル発電装置において、前記第１の気液分離器に流入する作動流体が気体状態か液体状態かを検知する第１の流体検知手段と、第２の気液分離器に流入する作動流体が気体状態か液体状態かを検知する第２の流体検知手段と、第１の流体検知手段によって気体状態の作動流体が検知されると、第１のポンプの流量を所定の流量よりも低下させ、第２の流体検知手段によって気体状態の作動流体が検知されると、第２のポンプの流量を所定の流量よりも低下させる制御手段とを備えている。
【０００７】
これにより、第１の流体検知手段によって気体状態の作動流体が検知されると、第１のポンプの流量が所定の流量よりも低下することから、第１の気液分離器内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１の気液分離器内に液体状態の作動流体が十分に確保される。また、第２の流体検知手段によって気体状態の作動流体が検知されると、第２のポンプの流量が所定の流量よりも低下することから、第２の気液分離器内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第２の気液分離器内に液体状態の作動流体が十分に確保される。
【０００８】
また、本発明は、作動流体を所定の熱源により加熱して蒸発させる流体蒸発器と、流体蒸発器によって蒸発した作動流体の膨張により動力を発生する第１の動力発生機と、第１の動力発生機から流出する一部の作動流体の膨張により動力を発生する第２の動力発生機と、第２の動力発生機から流出する作動流体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器から流出した作動流体を受容する第１の気液分離器と、第１の気液分離器から流出する作動流体を第１の動力発生機から流出する他の一部の作動流体によって加熱する加熱器と、加熱器から流出する作動流体を受容する第２の気液分離器と、第１の気液分離器の作動流体を吸入して加熱器側に吐出する第１のポンプと、第２の気液分離器の作動流体を吸入して流体蒸発器側に吐出する第２のポンプとを備え、第１及び第２の動力発生機によって発電機を駆動するようにした再生サイクル発電装置において、前記第１の気液分離器内の液体状態の作動流体が所定量以下か否かを検知する第１の流体検知手段と、第２の気液分離器内の液体状態の作動流体が所定量以下か否かを検知する第２の流体検知手段と、第１の流体検知手段によって液体状態の作動流体が所定量以下になったことが検知されると、第１のポンプの流量を所定の流量よりも低下させ、第２の流体検知手段によって液体状態の作動流体が所定量以下になったことが検知されると、第２のポンプの流量を所定の流量よりも低下させる制御手段とを備えている。
【０００９】
これにより、第１の流体検知手段によって液体状態の作動流体が所定量以下になったことが検知されると、第１のポンプの流量が所定の流量よりも低下することから、第１の気液分離器内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１の気液分離器内に液体状態の作動流体が十分に確保される。また、第２の流体検知手段によって液体状態の作動流体が所定量以下になったことが検知されると、第２のポンプの流量が所定の流量よりも低下することから、第２の気液分離器内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第２の気液分離器内に液体状態の作動流体が十分に確保される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１または第２の気液分離器側における気体状態の作動流体が増加した場合でも、第１または第２の気液分離器内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１または第２の気液分離器内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができるので、ポンプに気体が吸入されることによる吐出不良を効果的に防止することのできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１乃至図６は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１は再生サイクル発電装置の概略構成図、図２は制御系を示すブロック図、図３は気液センサの側面断面図、図４は図３のＡ−Ａ線矢視方向断面図、図５及び図６は制御部の動作を示すフローチャートである。
【００１２】
この再生サイクル発電装置は、作動流体を蒸発させる流体蒸発器１と、流体蒸発器１によって蒸発した作動流体により回転する第１の動力発生機としての第１のタービン２と、第１のタービン２から流出する一部の作動流体により回転する第２の動力発生機としての第２のタービン３と、第２のタービン３から流出する作動流体を凝縮させる凝縮器４と、凝縮器４から流出した作動流体を受容する第１の気液分離器５と、第１の気液分離器５側における気体状態の作動流体の増加を検知する第１の流体センサ６と、第１の気液分離器５から流出する作動流体を第１のタービン２から流出する他の一部の作動流体によって加熱する加熱器７と、加熱器７から流出する作動流体を受容する第２の気液分離器８と、第２の気液分離器８側における気体状態の作動流体の増加を検知する第２の流体センサ９と、第１の気液分離器５の作動流体を吸入して加熱器７側に吐出する第１のポンプ１０と、第２の気液分離器７の作動流体を吸入して流体蒸発器１側に吐出する第２のポンプ１１と、各流体センサ６，９の検知動作に基づいて各ポンプ１０，１１を制御する制御部１２とを備え、第１及び第２のタービン２，３によって発電機Ｇを駆動するように構成されている。
【００１３】
流体蒸発器１は、太陽光から収集した熱により作動流体を加熱して蒸発させる周知の機器からなり、その流出側には流量調整弁１ａが設けられている。
【００１４】
第１及び第２のタービン２，３は互いに同軸状に設けられ、その回転軸には発電機Ｇが連結されている。第１のタービン２の流入側は流体蒸発器１側に接続され、第２のタービン３の流入側には第１のタービン２の流出側回路から分岐する流入側回路が接続されている。
【００１５】
凝縮器４は第２のタービン３の流出側に接続され、内部を流通する作動流体を外部の熱媒体との熱交換により冷却して凝縮させるようになっている。
【００１６】
第１の気液分離器５は凝縮器４の流出側に接続され、内部に気体状態及び液体状態の作動流体を上下に分離して貯溜するようになっている。
【００１７】
第１の流体センサ６は凝縮器４と第１の気液分離器５との間に設けられ、図３及び図４に示すように、作動流体を流通するセンサ本体６ａと、センサ本体６ａ内に設けられた流路６ｂと、流路６ｂ内の所定位置に設けられたプリズム６ｃと、プリズム６ｃに光を照射する発光素子６ｄと、プリズム６ｃの反射光を受光する受光素子６ｅとから構成されている。即ち、第１の流体センサ６は、図４(a) に示すように流路６ｂ内の作動流体の状態が気体の場合には、発光素子６ｄからの照射光がプリズム６ｃの第１の反射面６ｃ−１及び第２の反射面６ｃ−２で順次反射して受光素子６ｅによって受光されるようになっている。また、図４(b) に示すように流路６ｂ内の作動流体の状態が液体の場合には、発光素子６ｄからの照射光がプリズム６ｃの第１の反射面６ｃ−１を透過して受光素子６ｅに受光されないようになっている。
【００１８】
加熱器７は第１のタービン２の流出側回路と第１の気液分離器５の流出側回路に接続され、これらの回路を流通する作動流体を互いに熱交換することにより、第１の気液分離器５から流出する作動流体を第１のタービン２から流出する作動流体によって加熱するようになっている。
【００１９】
第２の気液分離器８は加熱器７の流出側に接続され、第１の気液分離器５と同様、内部に気体状態及び液体状態の作動流体を上下に分離して貯溜するようになっている。この場合、加熱器７の各流出側回路は互いに合流し、第２の気液分離器８に流入するようになっている。
【００２０】
第２の流体センサ９は加熱器７の流出側の合流点と第１の気液分離器５との間に設けられ、第１の流体センサ６と同様、図３及び図４に示すように構成されている。
【００２１】
第１のポンプ１０は、駆動モータ（図示せず）の回転数を制御することにより流量を調整可能な周知の機器からなり、第１の気液分離器５と加熱器７との間に設けられている。
【００２２】
第２のポンプ１１は第１のポンプ１０と同様、駆動モータ（図示せず）の回転数を制御することにより流量を調整可能な周知の機器からなり、第２の気液分離器８と流体蒸発器１との間に設けられている。
【００２３】
制御部１２はマイクロコンピュータによって構成され、第１の流体センサ６、第２の流体センサ９、第１のポンプ１０及び第２のポンプ１１に接続されている。即ち、制御部１２は第１及び第２の流体センサ６，９の検知信号（発光素子６ｄの照射光が受光素子６ｅに受光されたか否か）に基づいて第１のポンプ１０及び第２のポンプ１１の回転数をそれぞれ制御するようになっている。
【００２４】
以上のように構成された再生サイクル発電装置においては、流体蒸発器１で加熱されて蒸発した作動流体が第１のタービン２に流入し、第１のタービン２内で膨張する。また、第１のタービン２から流出した作動流体の一部が第２のタービン３に流入し、第２のタービン３内で膨張する。これにより、各タービン２，３が作動流体の膨張により回転し、各タービン２，３によって発電機Ｇが駆動される。次に、第２のタービン３から流出した作動流体は凝縮器４によって冷却され、凝縮器４内で凝縮するとともに、第１の気液分離器５に受容される。また、第１の気液分離器５内の液体状態の作動流体は第１のポンプ１０に吸入されて加熱器７側に吐出され、加熱器７を介して第２の気液分離器８に受容される。また、加熱器７には第１のタービン２から流出した作動流体が流通し、加熱器７の流出側回路に合流して第２の気液分離器８に受容される。その際、加熱器７では、第１のタービン２側から流入する作動流体が第１のポンプ１０側から流入する作動流体との熱交換によって凝縮するとともに、その凝縮熱によって第１のポンプ１０側から流入する作動流体が加熱される。そして、第２の気液分離器８内の液体状態の作動流体が第２のポンプ１１に吸入されて流体蒸発器１側に吐出され、流体蒸発器１によって再び蒸発する。
【００２５】
次に、制御部１２の動作について、図５及び図６のフローチャートを参照して説明する。まず、第１の気液分離器５に受容される作動流体が第１の流体センサ６によって液体であると検知された場合は（Ｓ１）、第１のポンプ１０を所定の第１の回転数Ｎ1 で駆動し（Ｓ２）、ステップＳ１に戻る。ここで、例えば第２のタービン３から流出する作動流体の量が過剰になった場合など、凝縮器４から気体状態の作動流体が第１の気液分離器５に流入し、第１の流体センサ６によって作動流体が気体であると検知された場合は（Ｓ１）、第１のポンプ１０を第１の回転数Ｎ1 よりも低回転の所定の第２の回転数Ｎ2 で駆動し（Ｓ３）、ステップＳ１に戻る。これにより、第１の気液分離器５から第１のポンプ１０に吸入される作動流体の流量が低下する。
【００２６】
また、第２の気液分離器８に受容される作動流体が第２の流体センサ９によって液体であると検知された場合は（Ｓ４）、第１のポンプ１１を所定の第１の回転数Ｍ1 で駆動し（Ｓ５）、ステップＳ４に戻る。ここで、例えば第１のタービン２から流出する作動流体の量が過剰になった場合など、加熱器７から気体状態の作動流体が第２の気液分離器９に流入し、第２の流体センサ９によって作動流体が気体であると検知された場合は（Ｓ４）、第２のポンプ１１を第１の回転数Ｍ1 よりも低回転の所定の第２の回転数Ｍ2 で駆動し（Ｓ８）、ステップＳ４に戻る。これにより、第２の気液分離器９から第２のポンプ１１に吸入される作動流体の流量が低下する。
【００２７】
このように、本実施形態によれば、第１の気液分離器５に流入する作動流体が気体状態であることを第１の流体センサ６によって検知すると、第１のポンプ１０の流量を低下させるようにしたので、第１の気液分離器５内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１の気液分離器５内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができ、第１のポンプ１０に気体が吸入されることによる吐出不良を効果的に防止することができる。同様に、第２の気液分離器８に流入する作動流体が気体状態であることを第２の流体センサ９によって検知すると、第２のポンプ１１の流量を低下させるようにしたので、第２の気液分離器８内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１の気液分離器５内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができるので、第２の気液分離器８内に液体状態の作動流体が受容されるまでの間、第２の気液分離器８内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができ、第２のポンプ１１に気体が吸入されることによる吐出不良を効果的に防止することができる。
【００２８】
また、第１及び第２の流体センサ６，９を、作動流体の流路６ｂに配置されたプリズム６ｃと、プリズム６ｃに光を照射する発光素子６ｄと、プリズム６ｃの反射光を受光する受光素子６ｅとから構成し、流路６ｂの作動流体の状態が気体のときにはプリズム６ｃの第１及び第２の反射面６ｃ−１，６ｃ−２の反射光を受光素子６ｅによって受光し、流路６ｂの作動流体の状態が液体のときには発光素子６ｄ部の照射光がプリズム６ｃの第１反射面６ｃ−１を透過するようにしたので、第１及び第２の気液分離器５，８に受容される作動流体の状態を光学的に検知することができ、第１または第２の気液分離器５，８側における気体状態の作動流体が増加したことを確実に検知することができる。
【００２９】
尚、前記実施形態では、プリズム６ｃに照射した光の反射光によって流路６ｂの作動流体の状態を検知するようにしたものを示したが、第１及び第２の気液分離器５，８に流入する作動流体が気体状態か液体状態かを検知可能なものであれば、例えば温度や流量等を検知するセンサなど、他の構成によって作動流体の状態を検知するようにしてもよい。
【００３０】
また、前記実施形態では、熱源に太陽光を用いる流体蒸発器１を示したが、例えば地熱、火力、内燃機関やボイラの廃熱等、他の熱源を用いるものであってもよい。
【００３１】
図７乃至図１１は本発明の第２の実施形態を示すもので、図７は再生サイクル発電装置の概略構成図、図８は制御系を示すブロック図、図９は流体センサの側面図、図１０及び図１１は制御部の動作を示すフローチャートである。尚、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００３２】
本実施形態の再生サイクル発電装置は、第１の気液分離器５内の液体状態の作動流体が所定量以下になったことを検知する第１の流体センサ１３と、第２の気液分離器８内の液体状態の作動流体が所定量以下になったことを検知する第２の流体センサ１４とを備え、これら第１及び第２の流体センサ１３，１４は前記実施形態の第１及び第２の流体センサ６，９に代わるものである。
【００３３】
第１の流体センサ１３は第１の気液分離器５内に設けられ、図９に示すように、第１の気液分離器５内に配置されたフロート１３ａと、フロート１３ａの上下方向の位置をマイクロスイッチ等により検知する検知部１３ｂとからなる。即ち、検知部１３ｂは制御部１２に接続され、液体状態の作動流体の液面が低下してフロート１３ａが所定位置よりも下方に移動すると、検知部１３ｂによって所定の検知信号を制御部１２に出力するようになっている。
【００３４】
第２の流体センサ１４は第２の気液分離器８内に設けられ、第１の流体センサ１３と同様、図９に示すように構成されている。
【００３５】
次に、制御部１２の動作について、図１０及び図１１のフローチャートを参照して説明する。まず、第１の流体センサ１３によって第１の気液分離器５内の液面が所定位置よりも低下していないと検知された場合は（Ｓ１０）、第１のポンプ１０を所定の第１の回転数Ｎ1 で駆動し（Ｓ１１）、ステップＳ１０に戻る。ここで、例えば第２のタービン３から流出する作動流体の量が過剰になった場合など、凝縮器４から気体状態の作動流体が第１の気液分離器５に流入し、第１の流体センサ１３によって第１の気液分離器５内の液面が所定位置よりも低下したことが検知された場合は（Ｓ１０）、第１のポンプ１０を第１の回転数Ｎ1 よりも低回転の所定の第２の回転数Ｎ2 で駆動し（Ｓ１０）、ステップＳ１０に戻る。これにより、第１の気液分離器５から第１のポンプ１０に吸入される作動流体の流量が低下する。
【００３６】
また、第２の流体センサ１４によって第２の気液分離器８内の液面が所定位置よりも低下していないと検知された場合は（Ｓ１４）、第２のポンプ１１を所定の第１の回転数Ｎ1 で駆動する（Ｓ１５）。ここで、例えば第２のタービン３から流出する作動流体の量が過剰になった場合など、凝縮器４から気体状態の作動流体が第１の気液分離器５に流入し、第２の流体センサ１３によって第２の気液分離器８内の液面が所定位置よりも低下したことが検知された場合は（Ｓ１６）、第２のポンプ１１を第１の回転数Ｍ1 よりも低回転の所定の第２の回転数Ｍ2 で駆動する（Ｓ１７）。これにより、第２の気液分離器８から第２のポンプ１１に吸入される作動流体の流量が低下する。
【００３７】
本実施形態によれば、第１の気液分離器５内の液体状態の作動流体が所定量以下になったことを第１の流体センサ６によって検知すると、第１のポンプ１０の流量を低下させるようにしたので、第１の気液分離器５内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１の気液分離器５内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができ、第１のポンプ１０に気体が吸入されることによる吐出不良を効果的に防止することができる。同様に、第２の気液分離器８内の液体状態の作動流体が所定量以下になったことを第２の流体センサ９によって検知すると、第２のポンプ１１の流量を低下させるようにしたので、第２の気液分離器８内の気体状態の作動流体が減少するまでの間、第１の気液分離器５内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができるので、第２の気液分離器８内に液体状態の作動流体が受容されるまでの間、第２の気液分離器８内に液体状態の作動流体を十分に確保しておくことができ、第２のポンプ１１に気体が吸入されることによる吐出不良を効果的に防止することができる。
【００３８】
また、第１及び第２の流体センサ１３，１４を、第１の気液分離器５内に配置されたフロート１３ａと、フロート１３ａの上下方向の位置を検知する検知部１３ｂとから構成し、作動流体の液面が低下してフロート１３ａが所定位置よりも下方に移動したことを検知部１３ｂによって検知するようにしたので、第１及び第２の気液分離器５，８に受容される液体状態の作動流体の量を液面の変動によって検知することができ、第１または第２の気液分離器５，８側における気体状態の作動流体が増加したことを確実に検知することができる。
【００３９】
更に、第１及び第２のタービン２，３を発電機Ｇの回転軸に互いに同軸状に連結したので、一台の発電機Ｇを第１及び第２のタービン２，３によって駆動することができ、装置全体の小型化を図ることができる。
【００４０】
また、前記実施形態のように第１及び第２の動力発生機として周知のタービン２，３を用いることにより、常に高い動力を得ることができるが、小規模の装置の場合は、第１及び第２の動力発生機として周知のスクロール型膨張機を用いることにより、小型で低コストな装置を実現することができる。
【００４１】
尚、前記実施形態では、フロート１３ａの上下動によって第１の気液分離器５内における液体状態の作動流体が所定量以下になったことを検知するようにしたものを示したが、作動流体の量を検知可能なものであれば、例えば超音波センサや光センサを用いて液面位置を検知するものなど、他の構成によって作動流体の量を検知するようにしてもよい。
【００４２】
また、前記実施形態では、一台の発電機Ｇに第１及び第２のタービン２，３を同軸状に連結したものを示したが、第１及び第２のタービン２，３を二台の発電機にそれぞれ連結するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す再生サイクル発電装置の概略構成図
【図２】制御系を示すブロック図
【図３】気液センサの側面断面図
【図４】図３はＡ−Ａ線矢視方向断面図
【図５】第１のポンプに対する制御部の動作を示すフローチャート
【図６】第２のポンプに対する制御部の動作を示すフローチャート
【図７】本発明の第２の実施形態を示す再生サイクル発電装置の概略構成図
【図８】制御系を示すブロック図
【図９】流体センサの側面図
【図１０】制御部の動作を示すフローチャート
【図１１】制御部の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４４】
１…流体蒸発器、２…第１のタービン、３…第２のタービン、４…凝縮器、５…第１の気液分離器、６…第１の流体センサ、７…加熱器、８…第２の気液分離器、９…第２の流体センサ、１０…第１のポンプ、１１…第２のポンプ、１２…制御部、Ｇ…発電機、１３…第１の流体センサ、１４…第２の流体センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体を所定の熱源により加熱して蒸発させる流体蒸発器と、流体蒸発器によって蒸発した作動流体の膨張により動力を発生する第１の動力発生機と、第１の動力発生機から流出する一部の作動流体の膨張により動力を発生する第２の動力発生機と、第２の動力発生機から流出する作動流体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器から流出した作動流体を受容する第１の気液分離器と、第１の気液分離器から流出する作動流体を第１の動力発生機から流出する他の一部の作動流体によって加熱する加熱器と、加熱器から流出する作動流体を受容する第２の気液分離器と、第１の気液分離器の作動流体を吸入して加熱器側に吐出する第１のポンプと、第２の気液分離器の作動流体を吸入して流体蒸発器側に吐出する第２のポンプとを備え、第１及び第２の動力発生機によって発電機を駆動するようにした再生サイクル発電装置において、
前記第１の気液分離器に流入する作動流体が気体状態か液体状態かを検知する第１の流体検知手段と、
第２の気液分離器に流入する作動流体が気体状態か液体状態かを検知する第２の流体検知手段と、
第１の流体検知手段によって気体状態の作動流体が検知されると、第１のポンプの流量を所定の流量よりも低下させ、第２の流体検知手段によって気体状態の作動流体が検知されると、第２のポンプの流量を所定の流量よりも低下させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする再生サイクル発電装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の流体検知手段を、作動流体の流路内に配置されたプリズムと、プリズムの反射面に光を照射する発光部と、プリズムの反射光を受光する受光部とから構成し、
流路内の作動流体の状態が気体のときにはプリズムの反射光を受光部によって受光し、流路中の作動流体の状態が液体のときには発光部の照射光がプリズムの反射面を透過するように構成した
ことを特徴とする請求項１記載の再生サイクル発電装置。
【請求項３】
作動流体を所定の熱源により加熱して蒸発させる流体蒸発器と、流体蒸発器によって蒸発した作動流体の膨張により動力を発生する第１の動力発生機と、第１の動力発生機から流出する一部の作動流体の膨張により動力を発生する第２の動力発生機と、第２の動力発生機から流出する作動流体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器から流出した作動流体を受容する第１の気液分離器と、第１の気液分離器から流出する作動流体を第１の動力発生機から流出する他の一部の作動流体によって加熱する加熱器と、加熱器から流出する作動流体を受容する第２の気液分離器と、第１の気液分離器の作動流体を吸入して加熱器側に吐出する第１のポンプと、第２の気液分離器の作動流体を吸入して流体蒸発器側に吐出する第２のポンプとを備え、第１及び第２の動力発生機によって発電機を駆動するようにした再生サイクル発電装置において、
前記第１の気液分離器内の液体状態の作動流体が所定量以下か否かを検知する第１の流体検知手段と、
第２の気液分離器内の液体状態の作動流体が所定量以下か否かを検知する第２の流体検知手段と、
第１の流体検知手段によって液体状態の作動流体が所定量以下になったことが検知されると、第１のポンプの流量を所定の流量よりも低下させ、第２の流体検知手段によって液体状態の作動流体が所定量以下になったことが検知されると、第２のポンプの流量を所定の流量よりも低下させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする再生サイクル発電装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の流体検知手段を、第１及び第２の気液分離器内における作動流体の液面と共に上下動するフロートと、フロートの上下方向の位置を検知する検知部とから構成し、
フロートが所定位置よりも下方に移動したことを検知部によって検知するように構成した
ことを特徴とする請求項３記載の再生サイクル発電装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の動力発生機を発電機の回転軸に互いに同軸状に連結した
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の再生サイクル発電装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の動力発生機としてタービンを用いた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の再生サイクル発電装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の動力発生機としてスクロール型膨張機を用いた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の再生サイクル発電装置。
【請求項１】
作動流体を所定の熱源により加熱して蒸発させる流体蒸発器と、流体蒸発器によって蒸発した作動流体の膨張により動力を発生する第１の動力発生機と、第１の動力発生機から流出する一部の作動流体の膨張により動力を発生する第２の動力発生機と、第２の動力発生機から流出する作動流体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器から流出した作動流体を受容する第１の気液分離器と、第１の気液分離器から流出する作動流体を第１の動力発生機から流出する他の一部の作動流体によって加熱する加熱器と、加熱器から流出する作動流体を受容する第２の気液分離器と、第１の気液分離器の作動流体を吸入して加熱器側に吐出する第１のポンプと、第２の気液分離器の作動流体を吸入して流体蒸発器側に吐出する第２のポンプとを備え、第１及び第２の動力発生機によって発電機を駆動するようにした再生サイクル発電装置において、
前記第１の気液分離器に流入する作動流体が気体状態か液体状態かを検知する第１の流体検知手段と、
第２の気液分離器に流入する作動流体が気体状態か液体状態かを検知する第２の流体検知手段と、
第１の流体検知手段によって気体状態の作動流体が検知されると、第１のポンプの流量を所定の流量よりも低下させ、第２の流体検知手段によって気体状態の作動流体が検知されると、第２のポンプの流量を所定の流量よりも低下させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする再生サイクル発電装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の流体検知手段を、作動流体の流路内に配置されたプリズムと、プリズムの反射面に光を照射する発光部と、プリズムの反射光を受光する受光部とから構成し、
流路内の作動流体の状態が気体のときにはプリズムの反射光を受光部によって受光し、流路中の作動流体の状態が液体のときには発光部の照射光がプリズムの反射面を透過するように構成した
ことを特徴とする請求項１記載の再生サイクル発電装置。
【請求項３】
作動流体を所定の熱源により加熱して蒸発させる流体蒸発器と、流体蒸発器によって蒸発した作動流体の膨張により動力を発生する第１の動力発生機と、第１の動力発生機から流出する一部の作動流体の膨張により動力を発生する第２の動力発生機と、第２の動力発生機から流出する作動流体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器から流出した作動流体を受容する第１の気液分離器と、第１の気液分離器から流出する作動流体を第１の動力発生機から流出する他の一部の作動流体によって加熱する加熱器と、加熱器から流出する作動流体を受容する第２の気液分離器と、第１の気液分離器の作動流体を吸入して加熱器側に吐出する第１のポンプと、第２の気液分離器の作動流体を吸入して流体蒸発器側に吐出する第２のポンプとを備え、第１及び第２の動力発生機によって発電機を駆動するようにした再生サイクル発電装置において、
前記第１の気液分離器内の液体状態の作動流体が所定量以下か否かを検知する第１の流体検知手段と、
第２の気液分離器内の液体状態の作動流体が所定量以下か否かを検知する第２の流体検知手段と、
第１の流体検知手段によって液体状態の作動流体が所定量以下になったことが検知されると、第１のポンプの流量を所定の流量よりも低下させ、第２の流体検知手段によって液体状態の作動流体が所定量以下になったことが検知されると、第２のポンプの流量を所定の流量よりも低下させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする再生サイクル発電装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の流体検知手段を、第１及び第２の気液分離器内における作動流体の液面と共に上下動するフロートと、フロートの上下方向の位置を検知する検知部とから構成し、
フロートが所定位置よりも下方に移動したことを検知部によって検知するように構成した
ことを特徴とする請求項３記載の再生サイクル発電装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の動力発生機を発電機の回転軸に互いに同軸状に連結した
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の再生サイクル発電装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の動力発生機としてタービンを用いた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の再生サイクル発電装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の動力発生機としてスクロール型膨張機を用いた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の再生サイクル発電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−２９１２４（Ｐ２００６−２９１２４Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０５５７９（Ｐ２００４−２０５５７９）
【出願日】平成１６年７月１３日（２００４．７．１３）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１３日（２００４．７．１３）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
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