発電装置、及び潤滑油回収方法
【課題】潤滑油系統から分離して作動媒体系の作動媒体に混入した潤滑油を回収し潤滑油系に戻す潤滑油回収手段を備えた発電装置、及び潤滑油回収方法を提供する。
【解決手段】蒸気発生器１１で発生した作動媒体蒸気をタービン１３に導き発電機１２を駆動し、凝縮器１５にて凝縮した作動媒体液を送液ポンプ１６にて蒸気発生器１１に送り込み、潤滑油供給ポンプ２０により発電機１２の軸受１８、１９に潤滑油を送り込むように構成した発電装置において、蒸気発生器１１からの作動媒体蒸気を気液分離器３４に導き、分離された潤滑油が混入した作動媒体液１０７を冷却器４９に導き冷却し、該冷却された作動媒体液を油液分離器３７に導き比重差により潤滑油と作動媒体液を分離し、分離された潤滑油を潤滑油タンク２１に戻すと共に、該分離された作動媒体液を凝縮器に戻す。
【解決手段】蒸気発生器１１で発生した作動媒体蒸気をタービン１３に導き発電機１２を駆動し、凝縮器１５にて凝縮した作動媒体液を送液ポンプ１６にて蒸気発生器１１に送り込み、潤滑油供給ポンプ２０により発電機１２の軸受１８、１９に潤滑油を送り込むように構成した発電装置において、蒸気発生器１１からの作動媒体蒸気を気液分離器３４に導き、分離された潤滑油が混入した作動媒体液１０７を冷却器４９に導き冷却し、該冷却された作動媒体液を油液分離器３７に導き比重差により潤滑油と作動媒体液を分離し、分離された潤滑油を潤滑油タンク２１に戻すと共に、該分離された作動媒体液を凝縮器に戻す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的低温の排熱等を回収して、この熱エネルギーを電力に変換する発電装置に係り、特にタービン発電機の軸受の潤滑に用いる潤滑油が作動媒体循環経路の作動媒体に混入した場合に該潤滑油を作動媒体から分離し、潤滑油循環経路に回収することができるようにした発電装置、及び潤滑油回収方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２００℃〜４００℃程度の排ガス或いは６０℃〜１００℃の排温水等比較的低温の排熱を発電電力として有効に回収することが試みられている。このような低温度の排熱の回収は、ランキンサイクル等を利用したクローズドシステムの発電装置として実現可能であり、装置のコンパクト化のために、作動媒体として水ではなく、低沸点の作動媒体が用いられている。
【０００３】
上述したクローズドシステムの発電装置におけるタービン発電機の軸受の潤滑は、通常潤滑油を用いて行われている。この潤滑油が循環する潤滑油系統は、通常、熱サイクルを構成する作動媒体系統とは、ラビリンスシール等により分離されているが、隙間無く遮断することは不可能で、条件によっては作動媒体系に潤滑油が漏れ出すことも、潤滑油系統に作動媒体が入り込むこともある。特にタービン発電機の起動時或いは停止時に、潤滑油と作動媒体の温度、圧力の違いにより、潤滑油と作動媒体の混合が生じ易い。そのまま放置すると、潤滑油系統から潤滑油成分がなくなり、作動媒体が主体になり，粘性が低下し、軸受の潤滑に支障をきたす場合もある。これを防止するため、潤滑油に混入した作動媒体をタンク内に貯留し、潤滑油と作動媒体の比重差により分離し、潤滑油を潤滑油系統に、作動媒体を作動媒体系統にそれぞれ戻す試みもなされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記潤滑油と作動媒体の比重差により分離する方法は、潤滑油中の作動媒体を排出するためには、一定の効果はあるものの、条件によっては潤滑油と作動媒体の分離が不十分となり、分離した作動媒体中に潤滑油が混入したり、逆に作動媒体系統に潤滑油が混入する場合もある。作動媒体中に潤滑油が混入すると、作動媒体の伝熱特性が悪化したり、沸点上昇により蒸気圧力が低下したりするため、性能の悪化を招く。また、潤滑油が減少することで、潤滑系統の循環不良を招くこともある。
【０００５】
また、潤滑油系統に混入した作動媒体を分離して作動媒体系統に戻そうとした場合、分離した作動媒体に若干量の潤滑油が混入している場合があり、これが作動媒体系統に混入することがある。また、分離作動媒体に混入した潤滑油以外にも、装置内には作動媒体に潤滑油が混入する可能性のある個所があり、潤滑油を回収する手段が望まれている。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、潤滑油系統から分離して作動媒体系の作動媒体に混入した潤滑油を回収し潤滑油系に戻す潤滑油回収手段を備えた発電装置、及び潤滑油回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、蒸気発生器、凝縮器、膨張機、これらを作動媒体が循環する作動媒体循環経路と、及び前記膨張機により駆動される発電機を具備し、前記蒸気発生器にて外部熱源からの熱で発生した作動媒体蒸気を、前記膨張機に導き前記発電機を駆動し、該膨張機からの作動媒体蒸気を前記凝縮器に導き外部からの冷却媒体にて凝縮させ、該凝縮した作動媒体液を作動媒体循環ポンプにて前記蒸気発生器に送り込むように構成し、潤滑油循環経路と、該潤滑油循環経路に設けた潤滑油供給ポンプを具備し、該潤滑油供給ポンプにより前記膨張機及び／又は前記発電機のロータ軸を支持する軸受に潤滑油を送り込むように構成した発電装置において、気液分離器と、冷却手段と、油液分離器を設け、前記蒸気発生器からの作動媒体蒸気を前記気液分離器に導き、該気液分離器で分離された潤滑油が混入した作動媒体液を前記冷却手段に導き冷却し、該冷却された作動媒体液を前記油液分離器に導き比重差により潤滑油と作動媒体液を分離し、分離された潤滑油を前記潤滑油循環経路に戻すと共に、該分離された作動媒体液を作動媒体循環経路に戻すように構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発電装置において、前記油液分離器を流量制御手段を介して前記潤滑油循環経路に接続し、前記油液分離器で分離された潤滑油を前記流量制御手段を介して前記潤滑油循環経路に戻すように構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発電装置において、前記冷却手段の冷却源は、前記凝縮器から前記蒸気発生器に送られる作動媒体液であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発電装置において、前記油液分離器は、流体の渦状の流れによる遠心力で潤滑油と作動媒体液を分離する構成の油液分離器であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、蒸気発生器にて外部熱源からの熱で発生した作動媒体蒸気を膨張機に導き、発電機を駆動し、該膨張機からの作動媒体蒸気を凝縮器にて外部からの冷却媒体にて凝縮させ、該凝縮した作動媒体液を作動媒体循環ポンプにて蒸気発生器に送り込むように構成すると共に、前記膨張機もしくは前記発電機のロータ軸を支持する軸受に潤滑油を循環させる潤滑油循環経路を具備する発電装置の作動媒体に混入した潤滑油を回収する潤滑油回収方法において、前記蒸気発生器からの作動媒体蒸気を気液分離器に導き、分離された潤滑油が混入した作動媒体液を冷却手段に導き冷却し、該冷却された作動媒体液を油液分離器に導き比重差により潤滑油と作動媒体液を分離し、分離された潤滑油を前記潤滑油循環経路に戻すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１乃至５に記載の発明によれば、蒸気発生器からの作動媒体蒸気を気液分離器に導き、該気液分離器で分離された潤滑油が混入した作動媒体液を冷却手段に導き冷却し、該冷却された作動媒体液を油液分離器に導き比重差により潤滑油と作動媒体液を分離し、分離された潤滑油を潤滑油循環経路に戻すと共に、該分離された作動媒体液を作動媒体循環経路に戻すように構成したので、作動媒体循環経路中に混入した潤滑油を効率よく潤滑油循環経路に回収できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態例を図面を基づいて説明する。図１は本発明に係る発電装置の概略システム構成を示す図である。この発電装置は、クローズドシステムの発電装置であり、ランキンサイクルを利用した発電装置である。本発電装置は、外部排熱源（例えば、２００℃〜４００℃程度の排ガス或いは６０℃〜１００℃の排温水等）１０１の排熱を回収して作動媒体の高圧蒸気１０２を発生する蒸気発生器１１と、該高圧蒸気１０２を膨張させることにより駆動するタービン（膨張機）１３と該タービン１３で駆動される発電機１２を備えたタービン発電機１４と、前記タービン１３を駆動した後の低圧蒸気１０３を外部冷却媒体（例えば、冷却水等）１０４にて冷却して作動媒体の凝縮液１０５を形成する凝縮器１５と、該凝縮器１５にて凝縮した作動媒体の凝縮液１０５を加圧して前記蒸気発生器１１に送り込む送液ポンプ１６を備え、これらを蒸気発生器１１、タービン１３、凝縮器１５、及び送液ポンプ１６を作動媒体循環経路１７で接続している。
【００１４】
なお、本実施形態では、膨張機としてタービン発電機１４のタービン１３を用いる例を説明するが、発電機１２を駆動する膨張機はタービン１３に限らずスクリュー型の膨張機やスクロール型の膨張機など他の形式の膨張機ついても同様に適用が可能である。
【００１５】
ここで、作動媒体として、例えば低沸点媒体であるＨＦＣ１２３或いはトリフルオロエタノール（ＣＦ3ＣＨ2ＯＨ）等を用いている。これにより、比較的低温（２００℃〜４００℃程度）の排ガス或いは比較的低温（６０℃〜１００℃）の排温水等の熱源を利用して、これらの熱をまず作動媒体の高圧蒸気に変換し、これによりタービン発電機１４の発電機１２に直結したタービン１３を回転駆動し、発電を行うことができる。また、作動媒体は低沸点媒体に限定されるものではなく、高沸点媒体であってもよい。
【００１６】
上記発電装置において、送液ポンプ１６で、作動媒体の凝縮液１０５を蒸気発生器１１に送り込む。凝縮液１０５は蒸気発生器１１で外部排熱源１０１の熱エネルギーを受け、沸騰蒸発して高圧蒸気１０２となる。この作動媒体の高圧蒸気１０２はタービン発電機１４の発電機１２に直結したタービン１３に送りこまれ、ここで高圧蒸気１０２の膨張によりタービン１３を駆動して発電機１２を駆動（回転）させて発電する。タービン１３から排出された低圧蒸気１０３は凝縮器１５にて、冷却水や外気等の冷却媒体１０４で冷却され、凝縮し、必要に応じて過冷却器（図示せず）で冷却され、送液ポンプ１６に吸引され、クローズドシステムを一巡する。
【００１７】
なお、図１において、５０はタービン１３に供給される高圧蒸気１０２を遮断する遮断弁、４８は高圧蒸気１０２をタービン１３をバイパスして作動媒体循環経路１７に流すバイパス弁、５１は蒸気発生器１１の出口の作動媒体蒸気（高圧蒸気１０２）の温度を検出する温度検出器、５２は蒸気発生器１１の出口の作動媒体蒸気の圧力を検出する圧力検出器である。
【００１８】
タービン発電機１４の主軸は軸受１８、１９により支持されている。そして各軸受１８、１９には、潤滑油供給ポンプ２０により潤滑油タンク２１に貯留された潤滑油１０６が加圧され潤滑油循環経路２４を通って各軸受１８、１９に供給される。各軸受１８、１９を潤滑・冷却した潤滑油１０６は加熱され昇温して潤滑油受皿２２、２３に貯留され、潤滑油循環経路２４を通って潤滑油タンク２１に戻るようになっている。潤滑油タンク２１内とタービン発電機１４内は均圧配管４４で接続され、該均圧配管４４には制御弁４５が設けられている。発電機１２とタービン１３の間にはラビリンスシールＬＳが設けられている。なお、潤滑油循環経路２４の潤滑油供給ポンプ２０の吐出口側には、ゴミ取り用の潤滑油フィルタ２７や潤滑油の流れを確認等する流量計２８が設けられている。また、潤滑油タンク２１内と凝縮器１５内は均圧配管３３により制御弁４６を介して連通している。
【００１９】
潤滑油供給ポンプ２０の吐出口側の配管（潤滑油循環経路２４）には、温度調節器（装置）２５が配置され、該温度調節器（装置）２５に冷却媒体として送液ポンプ１６により作動媒体の凝縮液１０５を冷却媒体配管２６及び制御弁４２を通して供給し、加熱媒体として蒸気発生器１１からの高圧蒸気１０２が加熱媒体配管４０及び制御弁４１を通して供給することで、軸受１８、１９に供給する潤滑油１０６の温度を望ましい範囲に維持するようなっている。温度調節器（装置）２５に供給された作動媒体は媒体戻し配管３０を通って凝縮器１５に戻される。該媒体戻し配管３０には流量を制御する流量制御手段としてオリフィス３１が設けられている。
【００２０】
また、本発電装置では、蒸気発生器１１の出口に気液分離器３４を設けると共に、この気液分離器３４で分離された潤滑油が混入する作動媒体液１０７を作動媒体戻し配管３６を通して冷却器４９に導いて冷却した後、油液分離器３７にて、潤滑油を分離している。冷却器４９は凝縮器１５から蒸気発生器１１に送られる作動媒体の凝縮液１０５を冷却熱源とする冷却器である。作動媒体循環経路１７を循環する作動媒体中に混入した潤滑油は、蒸気発生器１１で加熱されても気化しないため、蒸気発生器１１内で濃縮され、濃縮された状態で、気液分離器３４で作動媒体蒸気（高圧蒸気１０２）から分離液として分離された作動媒体液１０７に混入した状態で回収される。
【００２１】
ここで、気液分離器３４内の潤滑油が多く混入する作動媒体液１０７は高温であるため、潤滑油と作動媒体とが相互に溶解している場合がある。特に高温の潤滑油中には作動媒体が溶解しやすくなる傾向がある。このような場合はこのまま比重により潤滑油と作動媒体とを分離しようとしても比重差が小さいために困難であり、潤滑油だけ分離できた場合でも、その中に作動媒体が相当量溶解している場合がある。これをそのまま潤滑油循環経路２４に戻してしまうと、潤滑油循環経路２４に作動媒体が混入して、潤滑油の粘度が低下し、潤滑不良を生じる可能性がある。
【００２２】
このため、本発明では、潤滑油と作動媒体との混合体を冷却器４９で冷却してから比重差により、潤滑油と作動媒体とを分離することとした。これにより、相互に溶解していた潤滑油と作動媒体とが乖離して、分離することが容易となる。なお、冷却器４９の冷却熱源として、蒸気発生器１１に送られる凝縮液を用いると、気液分離器３４内の高温の作動媒体液の持つ熱エネルギーが蒸気発生器に回収されることになるため、発電能力の低下を抑止することができ望ましい。しかし、気液分離器３４内の高温の作動媒体液の量が少ない場合など、効率の低下が許容できる場合は、冷却水や外気等、或いは潤滑油や作動媒体の気化熱等を用いても良い。
【００２３】
上記回収された潤滑油が混入した作動媒体液１０７は、冷却器４９で冷却された後、油液分離器３７で比重差により潤滑油と作動媒体液に分離することで、潤滑油を効率良く回収することができる。回収した潤滑油は潤滑油戻し配管３８を通して潤滑油タンク２１に戻される。なお、油液分離器３７で潤滑油を除いた作動媒体液１０７は還液制御弁３５を介して凝縮器１５に戻される。なお、還液制御弁３５はオリフィス等で代用しても良い。
【００２４】
一般に蒸気発生器１１は、蒸発させようとする作動媒体量よりも５〜２０％程度多くの作動媒体を流すことで伝熱性が向上することが知られており、余剰の作動媒体液を回収し、蒸気発生器１１の入口に環流させる目的で気液分離器３４が設けられている場合が多い。本発電装置に必要な気液分離器３４も、この気液分離器を兼用して差し支えない。
【００２５】
また、本発電装置では、冷却器４９で冷却後の潤滑油が混入する作動媒体液１０７を比重差により分離するために、流体の渦状の流れを用いて、遠心力で潤滑油を作動媒体液から分離することにしている。
【００２６】
図２は油液分離器３７の構造を示す図で、図２（ａ）は平断面図、図２（ｂ）は側断面図である。図示するように、油液分離器３７は水平断面が上部に行くに従って徐々に小さくなる円錐台状筒部と円筒状部からなる容器３７ｃを備え、該油液分離器３７に流入口３７ａと流出口３７ｂを設けている。流入口３７ａはそこから流入する液が容器３７ｃの内壁面の接線方向に向かって流れ、内部に矢印Ａに示すような渦流を発生するように偏心した位置に配置されいる。
【００２７】
上記構造の油液分離器３７において、気液分離器３４で分離され、冷却器４９で冷却された潤滑油が混入する作動媒体液１０７を油液分離器３７の流入口３７ａから流入させると、容器３７ｃの内部に矢印Ａに示すような渦流を発生する。このため比重の大きい作動媒体１０７は外側に集まり、比重の小さい潤滑油１０６は中心に集まることとなる。中心に集まった潤滑油１０６は特に上方に集まることになる。油液分離器３７の容器３７ｃの上部円錐台状筒部となっており、水平断面が上部に行くに従って徐々に小さくないるので、上方では特に潤滑油１０６が集まり易い。
【００２８】
本発電装置では、油液分離器３７に界面検出器４７を設け、油液分離器３７内の潤滑油１０６の溜まり具合を検出し、潤滑油１０６が規定のレベルにまで溜まると制御弁３９を開いて潤滑油１０６を潤滑油戻し配管３８を通して潤滑油タンク２１に戻している。なお、ここでは上記のように油液分離器３７に界面検出器４７を設け、溜まった潤滑油１０６の界面を検出し潤滑油１０６のレベルが規定のレベルになったら制御弁３９を開いているが、界面検出器に代え、発電装置の運転時間や、起動回数、潤滑油タンク２１内の潤滑油液面などにより、油液分離器３７内に潤滑油１０６が所定量溜まったと判断する場合は、制御弁３９を開いて、潤滑油１０６を潤滑油タンク２１に戻して良い。また、サイトグラスなどで運転員が目視で確認し、制御弁３９を開いて、油液分離器３７内に溜まった潤滑油１０６を潤滑油タンク２１に戻しても良い。
【００２９】
なお、図２では遠心力により分離する油液分離器３７を示したが、遠心力に依らず、重力により分離することも可能である。その場合も容器内の液の流速が十分に低下するように、流路断面積を広く取った容器を用意し、その上部に潤滑油を集めるのでも良い。
【００３０】
図５は重力（比重）により潤滑油と作動媒体を分離する油液分離器の構成例を示す図で、図５（ａ）は平断面図、図５（ｂ）は側断面図である。図示するように、油液分離器３７は水平断面が上部に行くに従って徐々に小さくなる円錐台状筒部と円筒状部からなる容器３７ｃを備え、該油液分離器３７に流入口３７ａと流出口３７ｂを設けている。気液分離器３４で分離され、冷却器４９で冷却された潤滑油が混入する作動媒体液１０７を流入口３７ａから流入させると、該作動媒体液１０７は内部に広がりその流速が十分低下するように容器３７ｃ内の流路断面積は広くなっている。これにより比重の大きい作動媒体１０７は下側に集まり、比重の小さい潤滑油１０６は上部に集まることとなる。
【００３１】
なお、本発電装置では、潤滑油タンク２１の中間程度の高さに位置する内筒２１ａの頂部から潤滑油１０６を取り出すこととしている。これにより、潤滑油タンク２１の下部には、潤滑油循環経路２４に混入した作動媒体液１０７が蓄積されるようになっている。油液分離器３７から潤滑油タンク２１に戻される潤滑油１０６内に作動媒体が含まれている場合、潤滑油循環系路２４に作動媒体が微量ながら混入することになるが、これはこのような分離方法により分離できる。分離された作動媒体液１０７は、やはり一定量蓄積したと判断される場合、作動媒体循環経路１７に還流させ、（ここでは凝縮器１５に還流させる）また、気化させて作動媒体循環経路１７に還流させて回収することもできる。この場合は、作動媒体を加熱し、作動媒体蒸気として作動媒体循環経路１７に戻しても良い。このようにすると、作動媒体中に溶解した潤滑油が油滴として分離され、再度作動媒体循環経路１７に混入することを抑制できる。
【００３２】
図３は本発明に係る発電装置の他の概略システム構成を示す図である。図３において、図１と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。図示するように本発電装置では、油液分離器３７で分離された潤滑油１０６を潤滑油戻し配管３８を通して潤滑油タンク２１内に設けられた油再生器６０に戻している。油再生器６０で潤滑油１０６を気相と接触させて、その中に混入する作動媒体の気化を促し、気化した作動媒体蒸気を潤滑油タンク２１内の上部に設けた油滴分離器７０を通したその中の油滴を除去し、油滴の除去された作動媒体蒸気を均圧配管３３を通して凝縮器１５に戻している。これにより作動媒体は作動媒体循環経路１７にもどしている。
【００３３】
図４は本発電装置の潤滑油タンク２１内に一体として形成された油再生器６０と油滴分離器７０の構造を示す図である。油再生器６０は上下方向に所定の間隙を設けて複数枚（図では８枚）の蒸発皿６１が水平に且つ交互に配置されている。油液分離器３７からの作動媒体が混入する潤滑油１０６は潤滑油戻し配管３８を通して油再生器６０に導かれる。油再生器６０内には、最上段の蒸発皿６１に供給され、気相と接触しながら下段の蒸発皿６１に流れ、最下段の蒸発皿６１から潤滑油タンク２１内の底部に滞留する。潤滑油１０６が蒸発皿６１の上を流れ、気相と接触することで、潤滑油１０６中に含まれる作動媒体は気化し、分離される。気化した作動媒体蒸気は油滴分離器７０を通して、凝縮器１５に戻される。なお、油滴分離器７０は、潤滑油タンク２１内の上部に所定の間隙を設けて複数枚（図では３枚）の邪魔板７１を水平に且つ交互に配置した構造である。この邪魔板７１により作動媒体蒸気中の油滴は捕獲され除去される。
【００３４】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る発電装置の概略システム構成を示す図である。
【図２】本発明に係る発電装置の油液分離器概略構造を示す図である。
【図３】本発明に係る発電装置の概略システム構成を示す図である。
【図４】本発明に係る発電装置の潤滑油タンクと油再生器と油滴分離器の構造を示す図である。
【図５】本発明に係る発電装置の油液分離器の構成を示す図であり、図５（ａ）は平断面図、図５（ｂ）は側断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１ 蒸気発生器
１２ 発電機
１３ タービン（膨張機）
１４ タービン発電機
１５ 凝縮器
１６ 送液ポンプ
１７ 作動媒体循環経路
１８ 軸受
１９ 軸受
２０ 潤滑油供給ポンプ
２１ 潤滑油タンク
２２ 潤滑油受皿
２３ 潤滑油受皿
２４ 潤滑油循環経路
２５ 温度調節器
２６ 冷却媒体配管
２７ 潤滑油フィルタ
２８ 流量計
３０ 媒体戻し配管
３１ オリフィス
３３ 均圧配管
３４ 気液分離器
３５ 還液制御弁
３６ 作動媒体戻し配管
３７ 油液分離器
３８ 潤滑油戻し配管
３９ 制御弁
４０ 加熱媒体配管
４１ 制御弁
４２ 制御弁
４３ 制御弁
４４ 均圧配管
４５ 制御弁
４６ 制御弁
４７ 界面検出器
４８ バイパス弁
４９ 冷却器
５０ 遮断弁
５１ 温度検出器
５２ 圧力検出器
６０ 油再生器
６１ 蒸発皿
７０ 油滴分離器
７１ 邪魔板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的低温の排熱等を回収して、この熱エネルギーを電力に変換する発電装置に係り、特にタービン発電機の軸受の潤滑に用いる潤滑油が作動媒体循環経路の作動媒体に混入した場合に該潤滑油を作動媒体から分離し、潤滑油循環経路に回収することができるようにした発電装置、及び潤滑油回収方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２００℃〜４００℃程度の排ガス或いは６０℃〜１００℃の排温水等比較的低温の排熱を発電電力として有効に回収することが試みられている。このような低温度の排熱の回収は、ランキンサイクル等を利用したクローズドシステムの発電装置として実現可能であり、装置のコンパクト化のために、作動媒体として水ではなく、低沸点の作動媒体が用いられている。
【０００３】
上述したクローズドシステムの発電装置におけるタービン発電機の軸受の潤滑は、通常潤滑油を用いて行われている。この潤滑油が循環する潤滑油系統は、通常、熱サイクルを構成する作動媒体系統とは、ラビリンスシール等により分離されているが、隙間無く遮断することは不可能で、条件によっては作動媒体系に潤滑油が漏れ出すことも、潤滑油系統に作動媒体が入り込むこともある。特にタービン発電機の起動時或いは停止時に、潤滑油と作動媒体の温度、圧力の違いにより、潤滑油と作動媒体の混合が生じ易い。そのまま放置すると、潤滑油系統から潤滑油成分がなくなり、作動媒体が主体になり，粘性が低下し、軸受の潤滑に支障をきたす場合もある。これを防止するため、潤滑油に混入した作動媒体をタンク内に貯留し、潤滑油と作動媒体の比重差により分離し、潤滑油を潤滑油系統に、作動媒体を作動媒体系統にそれぞれ戻す試みもなされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記潤滑油と作動媒体の比重差により分離する方法は、潤滑油中の作動媒体を排出するためには、一定の効果はあるものの、条件によっては潤滑油と作動媒体の分離が不十分となり、分離した作動媒体中に潤滑油が混入したり、逆に作動媒体系統に潤滑油が混入する場合もある。作動媒体中に潤滑油が混入すると、作動媒体の伝熱特性が悪化したり、沸点上昇により蒸気圧力が低下したりするため、性能の悪化を招く。また、潤滑油が減少することで、潤滑系統の循環不良を招くこともある。
【０００５】
また、潤滑油系統に混入した作動媒体を分離して作動媒体系統に戻そうとした場合、分離した作動媒体に若干量の潤滑油が混入している場合があり、これが作動媒体系統に混入することがある。また、分離作動媒体に混入した潤滑油以外にも、装置内には作動媒体に潤滑油が混入する可能性のある個所があり、潤滑油を回収する手段が望まれている。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、潤滑油系統から分離して作動媒体系の作動媒体に混入した潤滑油を回収し潤滑油系に戻す潤滑油回収手段を備えた発電装置、及び潤滑油回収方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、蒸気発生器、凝縮器、膨張機、これらを作動媒体が循環する作動媒体循環経路と、及び前記膨張機により駆動される発電機を具備し、前記蒸気発生器にて外部熱源からの熱で発生した作動媒体蒸気を、前記膨張機に導き前記発電機を駆動し、該膨張機からの作動媒体蒸気を前記凝縮器に導き外部からの冷却媒体にて凝縮させ、該凝縮した作動媒体液を作動媒体循環ポンプにて前記蒸気発生器に送り込むように構成し、潤滑油循環経路と、該潤滑油循環経路に設けた潤滑油供給ポンプを具備し、該潤滑油供給ポンプにより前記膨張機及び／又は前記発電機のロータ軸を支持する軸受に潤滑油を送り込むように構成した発電装置において、気液分離器と、冷却手段と、油液分離器を設け、前記蒸気発生器からの作動媒体蒸気を前記気液分離器に導き、該気液分離器で分離された潤滑油が混入した作動媒体液を前記冷却手段に導き冷却し、該冷却された作動媒体液を前記油液分離器に導き比重差により潤滑油と作動媒体液を分離し、分離された潤滑油を前記潤滑油循環経路に戻すと共に、該分離された作動媒体液を作動媒体循環経路に戻すように構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発電装置において、前記油液分離器を流量制御手段を介して前記潤滑油循環経路に接続し、前記油液分離器で分離された潤滑油を前記流量制御手段を介して前記潤滑油循環経路に戻すように構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発電装置において、前記冷却手段の冷却源は、前記凝縮器から前記蒸気発生器に送られる作動媒体液であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発電装置において、前記油液分離器は、流体の渦状の流れによる遠心力で潤滑油と作動媒体液を分離する構成の油液分離器であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、蒸気発生器にて外部熱源からの熱で発生した作動媒体蒸気を膨張機に導き、発電機を駆動し、該膨張機からの作動媒体蒸気を凝縮器にて外部からの冷却媒体にて凝縮させ、該凝縮した作動媒体液を作動媒体循環ポンプにて蒸気発生器に送り込むように構成すると共に、前記膨張機もしくは前記発電機のロータ軸を支持する軸受に潤滑油を循環させる潤滑油循環経路を具備する発電装置の作動媒体に混入した潤滑油を回収する潤滑油回収方法において、前記蒸気発生器からの作動媒体蒸気を気液分離器に導き、分離された潤滑油が混入した作動媒体液を冷却手段に導き冷却し、該冷却された作動媒体液を油液分離器に導き比重差により潤滑油と作動媒体液を分離し、分離された潤滑油を前記潤滑油循環経路に戻すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１乃至５に記載の発明によれば、蒸気発生器からの作動媒体蒸気を気液分離器に導き、該気液分離器で分離された潤滑油が混入した作動媒体液を冷却手段に導き冷却し、該冷却された作動媒体液を油液分離器に導き比重差により潤滑油と作動媒体液を分離し、分離された潤滑油を潤滑油循環経路に戻すと共に、該分離された作動媒体液を作動媒体循環経路に戻すように構成したので、作動媒体循環経路中に混入した潤滑油を効率よく潤滑油循環経路に回収できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態例を図面を基づいて説明する。図１は本発明に係る発電装置の概略システム構成を示す図である。この発電装置は、クローズドシステムの発電装置であり、ランキンサイクルを利用した発電装置である。本発電装置は、外部排熱源（例えば、２００℃〜４００℃程度の排ガス或いは６０℃〜１００℃の排温水等）１０１の排熱を回収して作動媒体の高圧蒸気１０２を発生する蒸気発生器１１と、該高圧蒸気１０２を膨張させることにより駆動するタービン（膨張機）１３と該タービン１３で駆動される発電機１２を備えたタービン発電機１４と、前記タービン１３を駆動した後の低圧蒸気１０３を外部冷却媒体（例えば、冷却水等）１０４にて冷却して作動媒体の凝縮液１０５を形成する凝縮器１５と、該凝縮器１５にて凝縮した作動媒体の凝縮液１０５を加圧して前記蒸気発生器１１に送り込む送液ポンプ１６を備え、これらを蒸気発生器１１、タービン１３、凝縮器１５、及び送液ポンプ１６を作動媒体循環経路１７で接続している。
【００１４】
なお、本実施形態では、膨張機としてタービン発電機１４のタービン１３を用いる例を説明するが、発電機１２を駆動する膨張機はタービン１３に限らずスクリュー型の膨張機やスクロール型の膨張機など他の形式の膨張機ついても同様に適用が可能である。
【００１５】
ここで、作動媒体として、例えば低沸点媒体であるＨＦＣ１２３或いはトリフルオロエタノール（ＣＦ3ＣＨ2ＯＨ）等を用いている。これにより、比較的低温（２００℃〜４００℃程度）の排ガス或いは比較的低温（６０℃〜１００℃）の排温水等の熱源を利用して、これらの熱をまず作動媒体の高圧蒸気に変換し、これによりタービン発電機１４の発電機１２に直結したタービン１３を回転駆動し、発電を行うことができる。また、作動媒体は低沸点媒体に限定されるものではなく、高沸点媒体であってもよい。
【００１６】
上記発電装置において、送液ポンプ１６で、作動媒体の凝縮液１０５を蒸気発生器１１に送り込む。凝縮液１０５は蒸気発生器１１で外部排熱源１０１の熱エネルギーを受け、沸騰蒸発して高圧蒸気１０２となる。この作動媒体の高圧蒸気１０２はタービン発電機１４の発電機１２に直結したタービン１３に送りこまれ、ここで高圧蒸気１０２の膨張によりタービン１３を駆動して発電機１２を駆動（回転）させて発電する。タービン１３から排出された低圧蒸気１０３は凝縮器１５にて、冷却水や外気等の冷却媒体１０４で冷却され、凝縮し、必要に応じて過冷却器（図示せず）で冷却され、送液ポンプ１６に吸引され、クローズドシステムを一巡する。
【００１７】
なお、図１において、５０はタービン１３に供給される高圧蒸気１０２を遮断する遮断弁、４８は高圧蒸気１０２をタービン１３をバイパスして作動媒体循環経路１７に流すバイパス弁、５１は蒸気発生器１１の出口の作動媒体蒸気（高圧蒸気１０２）の温度を検出する温度検出器、５２は蒸気発生器１１の出口の作動媒体蒸気の圧力を検出する圧力検出器である。
【００１８】
タービン発電機１４の主軸は軸受１８、１９により支持されている。そして各軸受１８、１９には、潤滑油供給ポンプ２０により潤滑油タンク２１に貯留された潤滑油１０６が加圧され潤滑油循環経路２４を通って各軸受１８、１９に供給される。各軸受１８、１９を潤滑・冷却した潤滑油１０６は加熱され昇温して潤滑油受皿２２、２３に貯留され、潤滑油循環経路２４を通って潤滑油タンク２１に戻るようになっている。潤滑油タンク２１内とタービン発電機１４内は均圧配管４４で接続され、該均圧配管４４には制御弁４５が設けられている。発電機１２とタービン１３の間にはラビリンスシールＬＳが設けられている。なお、潤滑油循環経路２４の潤滑油供給ポンプ２０の吐出口側には、ゴミ取り用の潤滑油フィルタ２７や潤滑油の流れを確認等する流量計２８が設けられている。また、潤滑油タンク２１内と凝縮器１５内は均圧配管３３により制御弁４６を介して連通している。
【００１９】
潤滑油供給ポンプ２０の吐出口側の配管（潤滑油循環経路２４）には、温度調節器（装置）２５が配置され、該温度調節器（装置）２５に冷却媒体として送液ポンプ１６により作動媒体の凝縮液１０５を冷却媒体配管２６及び制御弁４２を通して供給し、加熱媒体として蒸気発生器１１からの高圧蒸気１０２が加熱媒体配管４０及び制御弁４１を通して供給することで、軸受１８、１９に供給する潤滑油１０６の温度を望ましい範囲に維持するようなっている。温度調節器（装置）２５に供給された作動媒体は媒体戻し配管３０を通って凝縮器１５に戻される。該媒体戻し配管３０には流量を制御する流量制御手段としてオリフィス３１が設けられている。
【００２０】
また、本発電装置では、蒸気発生器１１の出口に気液分離器３４を設けると共に、この気液分離器３４で分離された潤滑油が混入する作動媒体液１０７を作動媒体戻し配管３６を通して冷却器４９に導いて冷却した後、油液分離器３７にて、潤滑油を分離している。冷却器４９は凝縮器１５から蒸気発生器１１に送られる作動媒体の凝縮液１０５を冷却熱源とする冷却器である。作動媒体循環経路１７を循環する作動媒体中に混入した潤滑油は、蒸気発生器１１で加熱されても気化しないため、蒸気発生器１１内で濃縮され、濃縮された状態で、気液分離器３４で作動媒体蒸気（高圧蒸気１０２）から分離液として分離された作動媒体液１０７に混入した状態で回収される。
【００２１】
ここで、気液分離器３４内の潤滑油が多く混入する作動媒体液１０７は高温であるため、潤滑油と作動媒体とが相互に溶解している場合がある。特に高温の潤滑油中には作動媒体が溶解しやすくなる傾向がある。このような場合はこのまま比重により潤滑油と作動媒体とを分離しようとしても比重差が小さいために困難であり、潤滑油だけ分離できた場合でも、その中に作動媒体が相当量溶解している場合がある。これをそのまま潤滑油循環経路２４に戻してしまうと、潤滑油循環経路２４に作動媒体が混入して、潤滑油の粘度が低下し、潤滑不良を生じる可能性がある。
【００２２】
このため、本発明では、潤滑油と作動媒体との混合体を冷却器４９で冷却してから比重差により、潤滑油と作動媒体とを分離することとした。これにより、相互に溶解していた潤滑油と作動媒体とが乖離して、分離することが容易となる。なお、冷却器４９の冷却熱源として、蒸気発生器１１に送られる凝縮液を用いると、気液分離器３４内の高温の作動媒体液の持つ熱エネルギーが蒸気発生器に回収されることになるため、発電能力の低下を抑止することができ望ましい。しかし、気液分離器３４内の高温の作動媒体液の量が少ない場合など、効率の低下が許容できる場合は、冷却水や外気等、或いは潤滑油や作動媒体の気化熱等を用いても良い。
【００２３】
上記回収された潤滑油が混入した作動媒体液１０７は、冷却器４９で冷却された後、油液分離器３７で比重差により潤滑油と作動媒体液に分離することで、潤滑油を効率良く回収することができる。回収した潤滑油は潤滑油戻し配管３８を通して潤滑油タンク２１に戻される。なお、油液分離器３７で潤滑油を除いた作動媒体液１０７は還液制御弁３５を介して凝縮器１５に戻される。なお、還液制御弁３５はオリフィス等で代用しても良い。
【００２４】
一般に蒸気発生器１１は、蒸発させようとする作動媒体量よりも５〜２０％程度多くの作動媒体を流すことで伝熱性が向上することが知られており、余剰の作動媒体液を回収し、蒸気発生器１１の入口に環流させる目的で気液分離器３４が設けられている場合が多い。本発電装置に必要な気液分離器３４も、この気液分離器を兼用して差し支えない。
【００２５】
また、本発電装置では、冷却器４９で冷却後の潤滑油が混入する作動媒体液１０７を比重差により分離するために、流体の渦状の流れを用いて、遠心力で潤滑油を作動媒体液から分離することにしている。
【００２６】
図２は油液分離器３７の構造を示す図で、図２（ａ）は平断面図、図２（ｂ）は側断面図である。図示するように、油液分離器３７は水平断面が上部に行くに従って徐々に小さくなる円錐台状筒部と円筒状部からなる容器３７ｃを備え、該油液分離器３７に流入口３７ａと流出口３７ｂを設けている。流入口３７ａはそこから流入する液が容器３７ｃの内壁面の接線方向に向かって流れ、内部に矢印Ａに示すような渦流を発生するように偏心した位置に配置されいる。
【００２７】
上記構造の油液分離器３７において、気液分離器３４で分離され、冷却器４９で冷却された潤滑油が混入する作動媒体液１０７を油液分離器３７の流入口３７ａから流入させると、容器３７ｃの内部に矢印Ａに示すような渦流を発生する。このため比重の大きい作動媒体１０７は外側に集まり、比重の小さい潤滑油１０６は中心に集まることとなる。中心に集まった潤滑油１０６は特に上方に集まることになる。油液分離器３７の容器３７ｃの上部円錐台状筒部となっており、水平断面が上部に行くに従って徐々に小さくないるので、上方では特に潤滑油１０６が集まり易い。
【００２８】
本発電装置では、油液分離器３７に界面検出器４７を設け、油液分離器３７内の潤滑油１０６の溜まり具合を検出し、潤滑油１０６が規定のレベルにまで溜まると制御弁３９を開いて潤滑油１０６を潤滑油戻し配管３８を通して潤滑油タンク２１に戻している。なお、ここでは上記のように油液分離器３７に界面検出器４７を設け、溜まった潤滑油１０６の界面を検出し潤滑油１０６のレベルが規定のレベルになったら制御弁３９を開いているが、界面検出器に代え、発電装置の運転時間や、起動回数、潤滑油タンク２１内の潤滑油液面などにより、油液分離器３７内に潤滑油１０６が所定量溜まったと判断する場合は、制御弁３９を開いて、潤滑油１０６を潤滑油タンク２１に戻して良い。また、サイトグラスなどで運転員が目視で確認し、制御弁３９を開いて、油液分離器３７内に溜まった潤滑油１０６を潤滑油タンク２１に戻しても良い。
【００２９】
なお、図２では遠心力により分離する油液分離器３７を示したが、遠心力に依らず、重力により分離することも可能である。その場合も容器内の液の流速が十分に低下するように、流路断面積を広く取った容器を用意し、その上部に潤滑油を集めるのでも良い。
【００３０】
図５は重力（比重）により潤滑油と作動媒体を分離する油液分離器の構成例を示す図で、図５（ａ）は平断面図、図５（ｂ）は側断面図である。図示するように、油液分離器３７は水平断面が上部に行くに従って徐々に小さくなる円錐台状筒部と円筒状部からなる容器３７ｃを備え、該油液分離器３７に流入口３７ａと流出口３７ｂを設けている。気液分離器３４で分離され、冷却器４９で冷却された潤滑油が混入する作動媒体液１０７を流入口３７ａから流入させると、該作動媒体液１０７は内部に広がりその流速が十分低下するように容器３７ｃ内の流路断面積は広くなっている。これにより比重の大きい作動媒体１０７は下側に集まり、比重の小さい潤滑油１０６は上部に集まることとなる。
【００３１】
なお、本発電装置では、潤滑油タンク２１の中間程度の高さに位置する内筒２１ａの頂部から潤滑油１０６を取り出すこととしている。これにより、潤滑油タンク２１の下部には、潤滑油循環経路２４に混入した作動媒体液１０７が蓄積されるようになっている。油液分離器３７から潤滑油タンク２１に戻される潤滑油１０６内に作動媒体が含まれている場合、潤滑油循環系路２４に作動媒体が微量ながら混入することになるが、これはこのような分離方法により分離できる。分離された作動媒体液１０７は、やはり一定量蓄積したと判断される場合、作動媒体循環経路１７に還流させ、（ここでは凝縮器１５に還流させる）また、気化させて作動媒体循環経路１７に還流させて回収することもできる。この場合は、作動媒体を加熱し、作動媒体蒸気として作動媒体循環経路１７に戻しても良い。このようにすると、作動媒体中に溶解した潤滑油が油滴として分離され、再度作動媒体循環経路１７に混入することを抑制できる。
【００３２】
図３は本発明に係る発電装置の他の概略システム構成を示す図である。図３において、図１と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。図示するように本発電装置では、油液分離器３７で分離された潤滑油１０６を潤滑油戻し配管３８を通して潤滑油タンク２１内に設けられた油再生器６０に戻している。油再生器６０で潤滑油１０６を気相と接触させて、その中に混入する作動媒体の気化を促し、気化した作動媒体蒸気を潤滑油タンク２１内の上部に設けた油滴分離器７０を通したその中の油滴を除去し、油滴の除去された作動媒体蒸気を均圧配管３３を通して凝縮器１５に戻している。これにより作動媒体は作動媒体循環経路１７にもどしている。
【００３３】
図４は本発電装置の潤滑油タンク２１内に一体として形成された油再生器６０と油滴分離器７０の構造を示す図である。油再生器６０は上下方向に所定の間隙を設けて複数枚（図では８枚）の蒸発皿６１が水平に且つ交互に配置されている。油液分離器３７からの作動媒体が混入する潤滑油１０６は潤滑油戻し配管３８を通して油再生器６０に導かれる。油再生器６０内には、最上段の蒸発皿６１に供給され、気相と接触しながら下段の蒸発皿６１に流れ、最下段の蒸発皿６１から潤滑油タンク２１内の底部に滞留する。潤滑油１０６が蒸発皿６１の上を流れ、気相と接触することで、潤滑油１０６中に含まれる作動媒体は気化し、分離される。気化した作動媒体蒸気は油滴分離器７０を通して、凝縮器１５に戻される。なお、油滴分離器７０は、潤滑油タンク２１内の上部に所定の間隙を設けて複数枚（図では３枚）の邪魔板７１を水平に且つ交互に配置した構造である。この邪魔板７１により作動媒体蒸気中の油滴は捕獲され除去される。
【００３４】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る発電装置の概略システム構成を示す図である。
【図２】本発明に係る発電装置の油液分離器概略構造を示す図である。
【図３】本発明に係る発電装置の概略システム構成を示す図である。
【図４】本発明に係る発電装置の潤滑油タンクと油再生器と油滴分離器の構造を示す図である。
【図５】本発明に係る発電装置の油液分離器の構成を示す図であり、図５（ａ）は平断面図、図５（ｂ）は側断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１ 蒸気発生器
１２ 発電機
１３ タービン（膨張機）
１４ タービン発電機
１５ 凝縮器
１６ 送液ポンプ
１７ 作動媒体循環経路
１８ 軸受
１９ 軸受
２０ 潤滑油供給ポンプ
２１ 潤滑油タンク
２２ 潤滑油受皿
２３ 潤滑油受皿
２４ 潤滑油循環経路
２５ 温度調節器
２６ 冷却媒体配管
２７ 潤滑油フィルタ
２８ 流量計
３０ 媒体戻し配管
３１ オリフィス
３３ 均圧配管
３４ 気液分離器
３５ 還液制御弁
３６ 作動媒体戻し配管
３７ 油液分離器
３８ 潤滑油戻し配管
３９ 制御弁
４０ 加熱媒体配管
４１ 制御弁
４２ 制御弁
４３ 制御弁
４４ 均圧配管
４５ 制御弁
４６ 制御弁
４７ 界面検出器
４８ バイパス弁
４９ 冷却器
５０ 遮断弁
５１ 温度検出器
５２ 圧力検出器
６０ 油再生器
６１ 蒸発皿
７０ 油滴分離器
７１ 邪魔板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生器、凝縮器、膨張機、これらを作動媒体が循環する作動媒体循環経路と、及び前記膨張機により駆動される発電機を具備し、前記蒸気発生器にて外部熱源からの熱で発生した作動媒体蒸気を、前記膨張機に導き前記発電機を駆動し、該膨張機からの作動媒体蒸気を前記凝縮器に導き外部からの冷却媒体にて凝縮させ、該凝縮した作動媒体液を作動媒体循環ポンプにて前記蒸気発生器に送り込むように構成し、潤滑油循環経路と、該潤滑油循環経路に設けた潤滑油供給ポンプを具備し、該潤滑油供給ポンプにより前記膨張機及び／又は前記発電機のロータ軸を支持する軸受に潤滑油を送り込むように構成した発電装置において、
気液分離器と、冷却手段と、油液分離器を設け、
前記蒸気発生器からの作動媒体蒸気を前記気液分離器に導き、該気液分離器で分離された潤滑油が混入した作動媒体液を前記冷却手段に導き冷却し、該冷却された作動媒体液を前記油液分離器に導き比重差により潤滑油と作動媒体液を分離し、分離された潤滑油を前記潤滑油循環経路に戻すと共に、該分離された作動媒体液を作動媒体循環経路に戻すように構成したことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発電装置において、
前記油液分離器を流量制御手段を介して前記潤滑油循環経路に接続し、
前記油液分離器で分離された潤滑油を前記流量制御手段を介して前記潤滑油循環経路に戻すように構成したことを特徴とする発電装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発電装置において、
前記冷却手段の冷却源は、前記凝縮器から前記蒸気発生器に送られる作動媒体液であることを特徴とする発電装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発電装置において、
前記油液分離器は、流体の渦状の流れによる遠心力で潤滑油と作動媒体液を分離する構成の油液分離器であることを特徴とする発電装置。
【請求項５】
蒸気発生器にて外部熱源からの熱で発生した作動媒体蒸気を膨張機に導き、発電機を駆動し、該膨張機からの作動媒体蒸気を凝縮器にて外部からの冷却媒体にて凝縮させ、該凝縮した作動媒体液を作動媒体循環ポンプにて蒸気発生器に送り込むように構成すると共に、前記膨張機もしくは前記発電機のロータ軸を支持する軸受に潤滑油を循環させる潤滑油循環経路を具備する発電装置の作動媒体に混入した潤滑油を回収する潤滑油回収方法において、
前記蒸気発生器からの作動媒体蒸気を気液分離器に導き、分離された潤滑油が混入した作動媒体液を冷却手段に導き冷却し、該冷却された作動媒体液を油液分離器に導き比重差により潤滑油と作動媒体液を分離し、分離された潤滑油を前記潤滑油循環経路に戻すことを特徴とする潤滑油回収方法。
【請求項１】
蒸気発生器、凝縮器、膨張機、これらを作動媒体が循環する作動媒体循環経路と、及び前記膨張機により駆動される発電機を具備し、前記蒸気発生器にて外部熱源からの熱で発生した作動媒体蒸気を、前記膨張機に導き前記発電機を駆動し、該膨張機からの作動媒体蒸気を前記凝縮器に導き外部からの冷却媒体にて凝縮させ、該凝縮した作動媒体液を作動媒体循環ポンプにて前記蒸気発生器に送り込むように構成し、潤滑油循環経路と、該潤滑油循環経路に設けた潤滑油供給ポンプを具備し、該潤滑油供給ポンプにより前記膨張機及び／又は前記発電機のロータ軸を支持する軸受に潤滑油を送り込むように構成した発電装置において、
気液分離器と、冷却手段と、油液分離器を設け、
前記蒸気発生器からの作動媒体蒸気を前記気液分離器に導き、該気液分離器で分離された潤滑油が混入した作動媒体液を前記冷却手段に導き冷却し、該冷却された作動媒体液を前記油液分離器に導き比重差により潤滑油と作動媒体液を分離し、分離された潤滑油を前記潤滑油循環経路に戻すと共に、該分離された作動媒体液を作動媒体循環経路に戻すように構成したことを特徴とする発電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発電装置において、
前記油液分離器を流量制御手段を介して前記潤滑油循環経路に接続し、
前記油液分離器で分離された潤滑油を前記流量制御手段を介して前記潤滑油循環経路に戻すように構成したことを特徴とする発電装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発電装置において、
前記冷却手段の冷却源は、前記凝縮器から前記蒸気発生器に送られる作動媒体液であることを特徴とする発電装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発電装置において、
前記油液分離器は、流体の渦状の流れによる遠心力で潤滑油と作動媒体液を分離する構成の油液分離器であることを特徴とする発電装置。
【請求項５】
蒸気発生器にて外部熱源からの熱で発生した作動媒体蒸気を膨張機に導き、発電機を駆動し、該膨張機からの作動媒体蒸気を凝縮器にて外部からの冷却媒体にて凝縮させ、該凝縮した作動媒体液を作動媒体循環ポンプにて蒸気発生器に送り込むように構成すると共に、前記膨張機もしくは前記発電機のロータ軸を支持する軸受に潤滑油を循環させる潤滑油循環経路を具備する発電装置の作動媒体に混入した潤滑油を回収する潤滑油回収方法において、
前記蒸気発生器からの作動媒体蒸気を気液分離器に導き、分離された潤滑油が混入した作動媒体液を冷却手段に導き冷却し、該冷却された作動媒体液を油液分離器に導き比重差により潤滑油と作動媒体液を分離し、分離された潤滑油を前記潤滑油循環経路に戻すことを特徴とする潤滑油回収方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２８３６７４（Ｐ２００６−２８３６７４Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０５２６４（Ｐ２００５−１０５２６４）
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３１日（２００５．３．３１）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
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