発電設備および発電設備の起動方法
【課題】外部の商用電力から電力を供給することができない場合であっても、好適に起動することができるバイナリ発電設備を提供する。
【解決手段】発電設備１００は、膨張機、蒸発器３０および凝縮器４０を備え、非水系の機器（膨張機、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ）から構成される媒体系統１５０と、水系のポンプ機器（冷却水ポンプ、温水ポンプ）から構成される水ポンプ系統１７０とが磁気カップリング１６０を介して直列に接続されている。水ポンプ系統１７０の回転軸１７４はポンプハウジング１７２の外部へ延設されて、外部回転力供給装置１８０に接続されている。起動時には、外部回転力供給装置１８０が回転軸１７４を回転させて、媒体系統１５０および水ポンプ系統１７０へ回転力を付与する。
【解決手段】発電設備１００は、膨張機、蒸発器３０および凝縮器４０を備え、非水系の機器（膨張機、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ）から構成される媒体系統１５０と、水系のポンプ機器（冷却水ポンプ、温水ポンプ）から構成される水ポンプ系統１７０とが磁気カップリング１６０を介して直列に接続されている。水ポンプ系統１７０の回転軸１７４はポンプハウジング１７２の外部へ延設されて、外部回転力供給装置１８０に接続されている。起動時には、外部回転力供給装置１８０が回転軸１７４を回転させて、媒体系統１５０および水ポンプ系統１７０へ回転力を付与する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動媒体を蒸発させる蒸発器と、蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器とを備え、回転駆動力を用いて発電機を駆動する発電設備に関する技術であって、特に、この発電設備を好適に起動することができる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化対策のため化石燃料の代替エネルギーとして再生可能エネルギーの導入が図られており、太陽光発電システム、風力発電システム、マイクロ水力発電システムが着目されている。さらに、蒸気タービンを回転させるほどの熱量を持たない低温の熱源（たとえば地熱）から低沸点の作動媒体の熱サイクルへ熱を移動し、この循環サイクル内で作動媒体を用いた発電を行うバイナリ発電システムも着目されている。
【０００３】
特開平８−１００６１０号公報（特許文献１）は、このようなバイナリ発電システムを開示する。このバイナリ発電システムは、蒸発器、スクリュータービン、油セパレータ、凝縮器および媒体ポンプを直列に接続して、閉じた作動媒体ループを構成させ、スクリュータービンに発電機を連結し、この発電機により発電を行うものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１００６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したようなバイナリ発電システムにおいて電力を発電するためには、作動媒体ループの循環ポンプ（補機）などを先に駆動する必要がある。このような補機はモーターで駆動されるように構成され、この発電システムの起動時には、外部の商用電力をモーターへ供給して補機が駆動されることが多い。このように、補機を先に駆動して発電システムを暖機運転する。その後に発電システムが起動して自立した運転に必要な電力を発電し始めた暖機運転後は、その電力をポンプを駆動するモーターへ供給して、バイナリ発電システムが定常運転される。
【０００６】
しかしながら、バイナリ発電システムの外部から供給できる商用電力が存在しない場合（停電時、離島）には、バイナリ発電システムを起動させることができない。このような問題をバイナリ発電システムは有している。
ところが、上述した特許文献１は、バイナリ発電システムにおける起動時間を短縮する技術を開示しているが、上述した問題については、記載も示唆もしていない。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、外部の商用電力から電力を供給することができない場合であっても、好適に起動することができる、発電設備および発電設備の起動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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る発電設備は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明のある局面に係る発電設備は、作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器とを備え、前記回転駆動力を用いて発電機を駆動する。この発電設備は、回転機械で構成される補機を備え、補機のハウジング外部へ延設された補機の延設回転軸および／または前記発電機のハウジング外部へ延設された発電機の延設回転軸を備える。前記発電設備の起動時に、機外から前記延設回転軸に対して回転力が付与可能に構成されていることを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、前記延設回転軸に対して付与された回転力は、磁気カップリングを介して、前記補機および／または前記発電機に付与可能に構成されていると良い。
さらに好ましくは、前記補機は、前記凝縮器に冷熱供給用として冷却媒体を流すための冷却媒体ポンプおよび前記蒸発器に熱源供給用として加熱媒体を流すための加熱媒体ポンプで構成されていると良い。
【００１０】
さらに好ましくは、前記補機へ付与された回転力は、磁気カップリングを介して他の補機へ付与可能に構成されていると良い。
さらに好ましくは、前記回転力は、エンジンから供給されるように構成されていると良い。
さらに好ましくは、前記回転力は、自動車に搭載されたエンジンからの回転力を取り出すＰＴＯ軸から供給されるように構成されていると良い。
【００１１】
さらに好ましくは、前記補機はモーター駆動可能に構成され、バッテリーから前記モーターへ電力を供給可能に構成されていると良い。
また、本発明の別の局面に係る発電設備の起動方法は、作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器とを備え、前記回転駆動力を用いて発電機を駆動する発電設備の起動方法である。この発電設備は、回転機械で構成される補機を備え、補機のハウジング外部へ延設された補機の延設回転軸および／または前記発電機のハウジング外部へ延設された発電機の延設回転軸を備える。この起動方法は、前記発電設備の起動時に、機外から前記延設回転軸に対して回転力を付与することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る発電設備および発電設備の起動方法を用いることにより、外部の商用電力から電力を供給することができない場合であっても、好適に起動することができる。特に、外部電力を必要としない点または低減できる点と、エネルギー効率を低下させない点で好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図７】本発明の第７実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図８】本発明の第８実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る発電設備を、図面に基づき詳しく説明する。なお、以下の説明では、異なる実施形態であっても同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係る発電設備１００を、図面に基づき説明する。
【００１５】
［全体構成］
図１に示すように、第１実施形態に係る発電設備１００は、膨張機（主要部は後述するスクリュロータ１０）で発生した回転駆動力を用いて発電機２０を駆動することにより発電を行うものである。このような膨張機を備えた発電設備１００には、たとえば、蒸気機関、蒸気タービン、スターリングサイクルのような外燃機関、または、ガスタービンのような内燃機関を用いて発電を行うものが含まれるが、本実施形態においてはバイナリサイクルを用いて発電を行うバイナリ発電設備を例示して説明する。
【００１６】
なお、以下においては、蒸発機の熱源として用いる加熱媒体を温水として、凝縮器の冷媒として用いる冷却媒体を水として説明する。このため、加熱媒体ポンプは温水ポンプと、冷却媒体ポンプは冷却水ポンプと記載する。しかしながら、加熱媒体および冷却媒体は、これらに限定されるものではない。加熱媒体は温水ではなく蒸気であっても構わないし、冷却媒体は水以外の冷媒であっても構わない。
【００１７】
図１に示すように、発電設備１００は、液体の作動媒体Ｔを蒸発させる蒸発器３０と、この蒸発器３０で蒸発した作動媒体Ｔの蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、膨張機で膨張させられた作動媒体Ｔの蒸気を液体に凝縮する凝縮器４０と、この凝縮器４０で凝縮させられた液体の作動媒体Ｔを循環させる作動媒体ポンプ（主要部は後述する作動媒体ポンプロータ１１０）とを、閉ループ状の循環配管５０上に備えている。作動媒体ポンプは、作動媒体Ｔを蒸発器３０へ向けて圧送する。
【００１８】
上述した膨張機は、作動媒体Ｔの蒸気を膨張させることにより回転駆動する駆動部を有している。本実施形態における膨張機は、スクリュ膨張機であるため、駆動部としてスクリュロータ１０を有している。このスクリュロータ１０で発生した回転駆動力は発電機２０へ伝えられ、発電機２０で発電が行われる。
蒸発器３０と凝縮器４０とはいずれも熱交換器であり、蒸発器３０はその１次側に温水を供給することで２次側の作動媒体Ｔを蒸発できるようになっている。また、凝縮器４０は、その２次側に冷却水を供給することで１次側の作動媒体Ｔを凝縮できるようになっている。さらに、蒸発器３０の１次側に温水を供給する温水ポンプ（主要部は後述する温水ポンプロータ１４０）、凝縮器４０の２次側に冷却水を供給する冷却水ポンプ（主要部は後述する冷却水ポンプロータ１３０）などが補機として設けられている。補機としては、上述したポンプに加えて、膨張機のスクリュロータ１０または／および発電機２０の軸受部に供給される潤滑油を循環させる潤滑油ポンプ（主要部は後述する潤滑油ポンプロータ１２０）、制御基盤なども含まれる。
【００１９】
上述した発電設備１００で発電を行う際には、温水ポンプを用いて温水を蒸発器３０の１次側に送る。蒸発器３０の２次側に供給される液体の作動媒体Ｔは（水より）低沸点の有機媒体であるため、容易に蒸発して液体の作動媒体Ｔは蒸気に変化する。このようにして得られた作動媒体Ｔの蒸気は膨張機に送られ、膨張機内で膨張してスクリュロータ１０（駆動部）を回転させる。
【００２０】
このようにしてスクリュロータ１０を回転させるのに用いられた作動媒体Ｔの蒸気は凝縮器４０に送られる。凝縮器４０の２次側には冷却水ポンプを用いて冷却水が供給されており、凝縮器４０での熱交換により１次側の作動媒体Ｔの蒸気が凝縮されて液体に戻る。このようにして凝縮器４０で液体になった作動媒体Ｔは作動媒体ポンプを用いて再び蒸発器３０に送られ蒸発に用いられる。このような作動媒体Ｔが循環するサイクル（バイナリサイクル）においては、膨張機で作動媒体Ｔの蒸気が膨張する際に生じる、作動媒体Ｔの膨張前後の圧力差でスクリュロータ１０が回転して回転駆動力が生じる。
【００２１】
［動力伝達系統］
ところで、本実施形態に係る発電設備１００には、上述したスクリュロータ１０で発生した回転駆動力を伝達する１つの（分岐しない）動力伝達系統が設けられていて、この動力伝達系統で伝達された回転駆動力を用いて発電機２０が駆動され、発電が行われる。一方、この１つの動力伝達系統上には発電機２０だけでなく発電設備１００に付帯して駆動する補機も発電機２０に連なるように配備されている。つまり、回転駆動力は発電機２０だけでなく補機にも伝達できるようになっている。本実施形態における動力伝達系統は、発電機２０と、水以外を取り扱う非水系の機器から構成される媒体系統１５０と、磁気カップリング１６０と、水を取り扱う水系のポンプ機器から構成される水ポンプ系統１７０とが直列に接続されたものである。磁気カップリング１６０は、媒体系統１５０と水ポンプ系統１７０との間で、回転力を非接触で伝達する。
【００２２】
本実施形態に係る発電設備１００は、膨張機と補機との間に発電機２０が備えられているもの、つまり膨張機で発生した回転駆動力を最初に発電機２０の駆動すなわち発電に用い、残りの回転駆動力を補機の駆動に用いるものとして考えることができる。なお、発電設備１００としては、膨張機と発電機２０との間に補機が備えられているもの、つまり膨張機で発生した回転駆動力を最初に補機の駆動に用い、残りの回転駆動力を発電機２０の駆動に用いるものとして考えることもできる。このように種々の動力伝達系統が考えられるため、動力伝達系統の配列順序が限定されて本発明が適用されるものではない。
【００２３】
以下において、媒体系統１５０と、磁気カップリング１６０と、水ポンプ系統１７０とについて説明する。
本実施形態に係る発電設備１００は、互いに多少混ざり合っても問題の少ない作動媒体Ｔおよび潤滑油（いずれも非水系の媒体）とを扱う作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプの両ポンプロータ１１０、１２０を、複数の部材で一体的に構成された１つのハウジング（膨張機を含むハウジング１５２）内に収容した媒体系統１５０と、互いに多少混ざり合っても問題の少ない水を循環媒体とする冷却水ポンプおよび温水ポンプの両ポンプロータ１３０，１４０を、複数の部材で一体的に構成された１つのポンプハウジング１７２内に収容した水ポンプ系統１７０とから構成される。
【００２４】
［媒体系統］
媒体系統１５０のハウジング１５２の内部には、水平方向を向く回転軸１５４が設けられており、この回転軸１５４上に、膨張機のスクリュロータ１０、発電機２０、作動媒体ポンプロータ１１０、潤滑油ポンプロータ１２０が膨張機側から順番に並んで設けられている。そして、作動媒体ポンプロータ１１０と発電機２０との間、および、作動媒体ポンプロータ１１０と潤滑油ポンプロータ１２０との間には、それらが収容されているハウジング１５２内において作動媒体Ｔおよび潤滑油の漏洩を抑制しつつ回転軸１５４を回転自在に支持する軸シール機構１５６が設けられている。なお、膨張機と発電機の間の隔壁や回転軸１５４を支持するその他の軸受など、本発明の説明に関係のない部分は図示を省略している。
【００２５】
そして、回転軸１５４の端部（図１における媒体系統１５０の右端）には、発電機２０で発電に用いられなかった回転駆動力（言い換えるとスクリュロータ１０を回転駆動させて余った回転駆動力）ならびに作動媒体ポンプロータ１１０および潤滑油ポンプロータ１２０でポンプ回転に用いられなかった回転駆動力を、媒体系統１５０のハウジング１５２の外側に伝達する磁気カップリング１６０を構成する外筒体１６２が設けられている。なお、この磁気カップリング１６０は、後述するように、回転力を双方向に伝達できるので、後述する外部回転力供給装置１８０により回転軸１７４が回転されると、回転軸１７４から回転軸１５４へ回転駆動力が伝達される。
【００２６】
これらのスクリュロータ１０、発電機２０、作動媒体ポンプロータ１１０、潤滑油ポンプロータ１２０および外筒体１６２は、いずれも回転軸１５４を介して一体に回転可能とされている。それゆえ、膨張する作動媒体Ｔの蒸気の作用でスクリュロータ１０に回転駆動力が発生すると、回転軸１５４を介して伝達された回転駆動力が発電機２０を回転させ、回転駆動力の残りが作動媒体ポンプロータ１１０および潤滑油ポンプロータ１２０を回転させ、さらにその回転駆動力の残りが回転軸１５４を介して外筒体１６２に伝達される。後ほど詳しく説明する磁気カップリング１６０により、外筒体１６２から内挿体１６４へ回転力が伝達されて、媒体系統１５０から水ポンプ系統１７０へ回転力が非接触で伝達される。
【００２７】
［水ポンプ系統］
水ポンプ系統１７０のポンプハウジング１７２の内部には、水平方向を向く回転軸１７４が設けられており、この回転軸１７４上に、冷却水ポンプロータ１３０および温水ポンプロータ１４０が並んで設けられている。そして、冷却水ポンプロータ１３０と温水ポンプロータ１４０との間にも、それらが収容されているポンプハウジング１７２内において水（冷却水および温水）の漏洩を抑制しつつ回転軸１７４を回転自在に支持する軸シール機構１７６が設けられている。
【００２８】
そして、回転軸１７４の端部（図１における水ポンプ系統１７０の左端）には、磁気カップリング１６０を構成する内挿体１６４が設けられている。
これらの冷却水ポンプロータ１３０、温水ポンプロータ１４０および内挿体１６４は、いずれも回転軸１７４を介して一体に回転可能とされている。それゆえ、膨張する作動媒体Ｔの蒸気の作用でスクリュロータ１０に回転駆動力が発生すると、磁気カップリング１６０を介して伝達された回転軸１５４の回転駆動力が冷却水ポンプロータ１３０および温水ポンプロータ１４０を回転させる。
【００２９】
そして、回転軸１７４の他端（図１における水ポンプ系統１７０の右端）は、ポンプハウジング１７２の外部へ軸シール機構１７６を介して延設されている。この回転軸１７４の他端は、外部回転力供給装置１８０に接続可能とされている。
外部回転力供給装置１８０は、回転軸１７４の延設軸に回転力を付与できる機器である。この外部回転力供給装置１８０の種類は限定されるものではなく、商用電力の供給を受けて回転エネルギーを発生したり、商用電力の供給を受けることなく回転エネルギーを発生したり、蓄えられた電力を使用して回転エネルギーを発生したり、内燃機関のように化石燃料などを使用して回転エネルギーを発生したりして、回転軸１７４の延設軸に回転力を付与できる機器であれば構わない。
【００３０】
なお、回転軸１７４がポンプハウジング１７２の外部へ延設されているが、磁気カップリングではなく軸シール機構１７６を介して延設されている。これは、水ポンプ系統１７０において、万が一、循環媒体が漏洩しても、媒体系統１５０とは異なり循環媒体が水であるので、環境汚染などの大きな問題とならないためである。
［磁気カップリング］
次に、磁気カップリング１６０について説明する。この磁気カップリング１６０は、公知のものであって、磁力で回転トルクを伝える機械部品である。なお、この磁気カップリングは、隔壁を介して且つ双方向に回転駆動力（回転トルク）を伝達できるものとする。
【００３１】
磁気カップリング１６０は、回転軸１５４に設けられた外筒体１６２と、回転軸１７４に設けられた内挿体１６４とで構成されている。回転軸１５４の潤滑油ポンプ側の端部は、媒体系統１５０のハウジング１５２（隔壁）の近傍にまで伸びていて、この端部に外筒体１６２が設けられている。また、回転軸１７４の冷却水ポンプ側の端部は、水ポンプ系統１７０のポンプハウジング１７２（隔壁）の近傍にまで伸びていて、この端部に内挿体１６４が設けられている。
【００３２】
外筒体１６２は、水ポンプ系統１７０側を向いて開口する有底円筒状（コップ状）の部材であり、非磁性体から形成されている。外筒体１６２は、回転軸１５４の端部にその回転軸心と同軸状に連結されており、その内周面には周方向に沿って複数個の磁石（以降、外周側磁石という。）が設けられている。外筒体１６２に対応するハウジング１５２の部分は、内側に凹んでおり、当該凹部を覆うように有底円筒状の外筒体１６２が回転自在に嵌り込んでいる。
【００３３】
内挿体１６４は、回転軸１７４の端部に設けられた円柱体であり、外筒体１６２と同じく非磁性体から形成されている。内挿体１６４は、外筒体１６２の内側において回転自在となるように設けられており、この内挿体１６４の外周面には磁石（以降、内周側磁石という。）が取り付けられている。内挿体１６４に対応するポンプハウジング１７２の部分は、外側に凸状とされ、当該凸部の内部に円柱体の内挿体１６４が入り込んでいる。この凸部（ポンプハウジング１７２に形成された凸部）は、凹部（ハウジング１５２に形成された凹部）に嵌り込むようになっていて、媒体系統１５０と水ポンプ系統１７０とは互いの内部が隔絶された状態で隣接配備される。
【００３４】
言い換えれば、外筒体１６２と内挿体１６４との間であって、外周側磁石と内周側磁石との間には、ハウジング１５２を構成する隔壁と、ポンプハウジング１７２を構成する隔壁とが径方向で内外に並んで存在する。
このように、膨張機で発生した回転駆動力を伝達する１つの動力伝達系統上に、発電機２０および補機を配備し、非水系の機器をハウジング１５２に、水系の機器をポンプハウジング１７２に、それぞれ収容した。ハウジング１５２およびポンプハウジング１７２を透過して磁気的な引力を誘起可能な磁気カップリング１６０によりこれらを接続すれば、非水系の機器（膨張機、発電機２０、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ）と水系の機器（冷却水ポンプ、温水ポンプ）とを気密的に隔離しつつ回転駆動力を双方向に伝達させることが可能となる。
【００３５】
なお、磁気カップリング１６０により回転力が伝達される２つの回転軸である回転軸１５４および回転軸１７４は、一体的に構成された軸でも分割された軸を接続して構成されていても構わない。
［延設軸］
このような構成を備える本実施形態に係る発電設備１００において、回転軸１７４の延設端部（内挿体１６４の反対側端部）は、ポンプハウジング１７２の外部へ延設されている。回転軸１７４の延設端部には外部回転力供給装置１８０が接続されている。このため、外部回転力供給装置１８０は、回転軸１７４を介して、冷却水ポンプロータ１３０および温水ポンプロータ１４０を回転させることができるとともに、磁気カップリング１６０および回転軸１５４を介して、スクリュロータ１０、発電機２０、作動媒体ポンプロータ１１０および潤滑油ポンプロータ１２０を回転させることができる。
【００３６】
その逆に、膨張する作動媒体Ｔの蒸気の作用でスクリュロータ１０に回転駆動力が発生すると、１つの動力伝達系統上に配備された媒体系統１５０から水ポンプ系統１７０へ回転力が伝達される。その結果、回転軸１７４の延設端部も回転することになる。
［起動方法］
この発電設備１００の起動開始時においては、作動媒体Ｔが循環していないのでスクリュロータ１０に回転駆動力が発生していないため、上述のように動力伝達系統が構成されていても、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ、冷却水ポンプおよび温水ポンプは駆動されない。従来の技術では、このようなバイナリ発電設備においては、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ、冷却水ポンプおよび温水ポンプなどの補機は、それぞれに設けられるモーターで駆動されるように構成され、発電設備の起動時（暖機運転が終了するまで）は、外部の商用電力を各モーターへそれぞれ供給して補機が駆動されるが、本実施形態に係る発電設備１００の補機は、暖機運転が終了後は膨張機の駆動力で駆動可能に構成されている。
【００３７】
この発電設備１００は、以下のように起動される。
まず、各種の起動準備が完了すると、外部回転力供給装置１８０の回転力を用いて回転軸１７４を回転させる。すなわち、この発電設備１００の外部から供給された電力を用いて補機のモーターを回転させてポンプロータを回転させるのではなく、外部回転力供給装置１８０の回転力を用いて回転軸１７４を回転させてポンプロータを回転させる。
【００３８】
そして、外部回転力供給装置１８０の回転力により回転軸１７４が回転されると磁気カップリング１６０を介して回転軸１５４も回転する。これにより、回転軸１７４および回転軸１５４に設けられた各ポンプロータが回転されて、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ、冷却水ポンプおよび温水ポンプが駆動されて、バイナリサイクルが始動する。
すなわち、外部回転力供給装置１８０の回転力により駆動された温水ポンプにより温水が蒸発器３０の１次側に送られ、蒸発器３０の２次側に供給される液体の作動媒体Ｔが蒸発して作動媒体Ｔは蒸気に変化する。この作動媒体Ｔの蒸気は、外部回転力供給装置１８０の回転力により駆動された作動媒体ポンプにより、膨張機と膨張機を迂回する図示しないバイパス路に適宜送られ、膨張機を暖気する。なお、このとき、この作動媒体Ｔの蒸気によりスクリュロータ１０が回転されると、回転軸１５４上に設けられた発電機２０、作動媒体ポンプロータ１１０および潤滑油ポンプロータ１２０、ならびに、回転軸１７４上に設けられた冷却水ポンプロータ１３０および温水ポンプロータ１４０に回転力が付与されることになる。
【００３９】
膨張機を迂回した作動媒体Ｔの蒸気乃至はスクリュロータ１０を回転させるのに用いられた作動媒体Ｔの蒸気は、外部回転力供給装置１８０の回転力により駆動された作動媒体ポンプにより、凝縮器４０に送られる。凝縮器４０の２次側には外部回転力供給装置１８０の回転力により駆動された冷却水ポンプにより冷却水が供給されており、凝縮器４０での熱交換により１次側の作動媒体Ｔの蒸気が凝縮されて液体に戻る。凝縮器４０で液体になった作動媒体Ｔは外部回転力供給装置１８０の回転力により駆動された作動媒体ポンプにより、再び蒸発器３０に送られ蒸発に用いられる。なお、外部回転力供給装置１８０の回転力により駆動された潤滑油ポンプにより、膨張機のスクリュロータ１０または／および発電機２０の軸受部に潤滑油が供給される。
【００４０】
このようにして、作動媒体Ｔが循環するバイナリサイクルにより、膨張機で作動媒体Ｔの蒸気が膨張する際に生じる、作動媒体Ｔの膨張前後の圧力差でスクリュロータ１０が回転して回転駆動力が生じ、その回転駆動力により発電が行われる。
バイナリサイクルが定常的に運転され始めると、バイパス路が閉じられ発電機２０により定常的に定格電力が発生する。たとえば、このタイミングで暖機運転が終了したと判断して、外部回転力供給装置１８０による回転力の付与を終了させる。このとき、外部回転力供給装置１８０においては、発電設備１００におけるスクリュロータ１０の回転を妨げないように、回転軸１７４が自由に回転できるように構成されている（後述の他の実施形態においても同様）。例えば、延設軸にクラッチ機構を設けて発電設備１００との動力伝達を任意に遮断することができる。
【００４１】
なお、暖気運転後においては、発電機２０で発生した電力により、補機であるポンプのモーターを回転させて、ポンプを駆動させることも可能である。
このように、この発電設備１００においては、膨張機から補機までを同じ回転軸で構成して（この場合の同じ回転軸には磁気カップリング１６０により接続された回転軸１５４と回転軸１７４とを含む）、発電設備１００のハウジングの外部へ回転軸を延設している。これにより、発電設備１００の起動時において、ハウジングの外部から、１本の延設された回転軸を、外部回転力供給装置１８０により回転させるだけで、膨張機および補機を一度に回転させることが可能となる。その結果、外部から電力を供給することなく、発電設備１００を暖機運転することができる。
【００４２】
［作用効果］
本実施形態に係る発電設備１００によると、以下の作用効果を奏する。
第１に、１つのハウジング１５２内にスクリュロータ１０、発電機２０、作動媒体ポンプロータ１１０、潤滑油ポンプロータ１２０を一緒に収容することにより、（１）作動媒体Ｔおよび潤滑油を漏洩させることなく、（２）作動媒体Ｔおよび潤滑油が互いに多少混ざり合っても問題なく、発電設備１００で発電を行うことができる。
【００４３】
第２に、１つのポンプハウジング１７２内に作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプを収容して両者の間に軸シール機構１７６を設け、媒体系統１５０と水ポンプ系統１７０とを磁気カップリング１６０で接続することにより、水系のポンプを作動媒体Ｔで駆動することができる。
第３に、軸シール機構１７６を介してポンプハウジング１７２の外部まで回転軸１７４を延設することにより、起動時に外部から回転力を付与することができるので、（１）水ポンプ系統１７０のポンプを駆動させることができ、（２）磁気カップリング１６０を介して、媒体系統１５０の機器を駆動することができ、外部から電力を供給することなく、発電設備を起動して暖機運転することができる。
【００４４】
特に、外部回転力供給装置１８０からの回転力により発電設備１００を起動して暖機運転することにより、発電設備１００の暖気運転中に、外部から供給する電力が不要となる。すなわち、延設された回転軸１７４に、商用電力の供給を受けることなく回転エネルギーを発生する外部回転力供給装置１８０を接続することで、商用電力の停電時または商用電力が供給されていない離島においても発電設備１００を簡単に起動することが可能となる。さらに、商用電力の供給を受けて回転エネルギーを発生する外部回転力供給装置１８０（１台のモーターを備える）を用いる場合であっても以下の点で有利である。従来の技術では、複数の補機がそれぞれモーターを備え、起動時において複数のモーターを介して複数の補機が回転駆動されていた。しかし、本実施形態に係る発電設備１００においては、外部回転力供給装置１８０に備えられた１台のモーターで複数の補機を回転駆動することができるために、従来よりもエネルギー効率はよくなる。
【００４５】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る発電設備２００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
本実施形態に係る発電設備２００においては、第１実施形態に係る発電設備１００と以下の点が異なる。発電設備１００においては、媒体系統１５０のハウジング１５２に、膨張機および発電機２０（以上、膨張系統）と、作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプ（以上、非水ポンプ系統）とを収容していた。発電設備２００では、これらを２つの膨張系統２５０と非水ポンプ系統２６０とに分けた。膨張系統２５０の動力伝達系統は独立しており、他の装置から回転力を受けることもなく、他の装置へ回転力を与えることもない。その他の構成は第１実施形態と同じである。
【００４６】
膨張系統２５０のハウジング２５２の内部には、水平方向を向く駆動軸２５４が設けられており、この駆動軸２５４上に、膨張機のスクリュロータ１０および発電機２０が設けられている。
非水ポンプ系統２６０のハウジング２６２の内部には、水平方向を向く回転軸２６４が設けられており、この回転軸２６４上に、作動媒体ポンプロータ１１０および潤滑油ポンプロータ１２０が設けられている。そして、作動媒体ポンプロータ１１０と潤滑油ポンプロータ１２０との間には、それらが収容されているハウジング２６２内において作動媒体Ｔおよび潤滑油の漏洩を抑制しつつ回転軸２６４を回転自在に支持する軸シール機構２６６が設けられている。
【００４７】
本実施形態に係る発電設備２００も、上述した発電設備１００と同じように起動される。異なる点は、発電設備２００では、外部回転力供給装置１８０によっては膨張機および発電機２０が回転されない点である。
各種の起動準備が完了すると、外部回転力供給装置１８０の回転力を用いて回転軸１７４を回転させる。すなわち、この発電設備２００の外部から供給された電力を用いて複数の補機それぞれのモーターを回転させて複数のポンプロータをそれぞれ回転させるのではなく、外部回転力供給装置１８０の回転力を用いて回転軸１７４を回転させて複数のポンプロータを一度に回転させる。
【００４８】
そして、外部回転力供給装置１８０の回転力により回転軸１７４が回転されると磁気カップリング１６０を介して回転軸２６４も回転する。これにより、回転軸１７４および回転軸２６４に設けられた各ポンプロータが回転されて、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ、冷却水ポンプおよび温水ポンプが駆動されて、バイナリサイクルが始動する。なお、本実施形態に係る外部回転力供給装置１８０としては、商用電力の供給を必要としないものが好適である。外部回転力供給装置１８０としてモーターを用いる場合は、起動時には、そのモーターを外部からの電力で駆動させ、発電機２０により定常的に定格電力が発電し始めた際には、そのモーターを発電電力による駆動に切り替えるとよい。
【００４９】
本実施形態に係る発電設備２００によると、膨張機および発電機２０を除く補機のポンプローターに接続された回転軸を延設して、ハウジングから外部へ出して外部回転力供給装置１８０に接続している。これにより、発電設備２００の起動時において、ハウジングの外部から、１本の延設された回転軸を、外部回転力供給装置１８０により回転させるだけで、複数の補機を一度に回転させることが可能となる。その結果、外部から電力を供給することなく発電設備２００を暖機運転することができる。このとき、膨張機および発電機２０は回転されない。
【００５０】
この場合において、発電機２０の種類によるが、発電機２０が誘導発電機や同期発電機の場合、補機だけで暖気運転し、その後に膨張機を回転させることで発電モードに入る。この点で、この発電設備２００が好適である。
＜第３実施形態＞
図３は、本発明の第３実施形態に係る発電設備３００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
【００５１】
本実施形態に係る発電設備３００においては、第２実施形態に係る発電設備２００と以下の点が異なる。発電設備２００が備えていた非水ポンプ系統２６０および磁気カップリング１６０を発電設備３００は備えず、発電設備３００は水ポンプ系統１７０の代わりに水ポンプ系統３７０を備える。
このように発電設備３００においては、非水ポンプ系統２６０を備えない代わりに、作動媒体ポンプ３１０（作動媒体ポンプロータを内蔵）およびそれを駆動するモーター３１２、ならびに、潤滑油ポンプ３２０（潤滑油ポンプロータを内蔵）およびそれを駆動するモーター３２２を設けた。
【００５２】
また、磁気カップリング１６０を備えないのでポンプハウジング１７２とは異なる形状のポンプハウジング３７２と、内挿体１６４を有さない回転軸３７４とを備え、そのポンプハウジング３７２内に冷却水ポンプおよび温水ポンプを収容した、水ポンプ系統３７０を設けた。この回転軸３７４も回転軸１７４と同じくポンプハウジング３７２の外部へ延設されて、その延設端部は外部回転力供給装置１８０に接続されている。その他の構成は第２実施形態と同じである。
【００５３】
なお、図示していないが、冷却水ポンプおよび温水ポンプも、共用するモーターでモーター駆動可能に構成されている。詳しくは、４つの補機がそれぞれモーターを備える。または、非水系の補機が共用するモータを備え、水系の補機が共用するモータを備えてもよい。この場合において、本実施形態に係る外部回転力供給装置１８０としては、商用電力の供給を必要としないものが好適である。外部回転力供給装置１８０が１台のモーターを備え、起動時には、その１台のモーターをバッテリー等の電力で駆動させ、発電機２０により定常的に定格電力が発電し始めた後は、その１台のモーターまたは補機が備えるモーターを発電電力による駆動に切り替えて運転することが好適である。なお、外部回転力供給装置１８０は、商用電力の供給を必要としないことが好ましいが、商用電力の供給を必要とするモーターを備えてもよい。後者の場合、複数のポンプロータを、外部回転力供給装置１８０が備える１台のモーターで駆動可能に構成されているため、複数の補機を駆動する複数のモーターを用いて起動する従来の技術よりもエネルギー効率はよくなる。
【００５４】
本実施形態に係る発電設備３００も、上述した発電設備２００と同じように起動される。異なる点は、発電設備３００では、外部回転力供給装置１８０によっては作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプが回転されない点である。
各種の起動準備が完了すると、外部回転力供給装置１８０の回転力を用いて回転軸３７４を回転させる。すなわち、この発電設備３００の外部から供給された電力を用いて複数の補機それぞれのモーターを回転させて複数のポンプロータをそれぞれ回転させるのではなく、外部回転力供給装置１８０の回転力を用いて回転軸３７４を回転させて、少なくとも複数のポンプロータ（ここでは、冷却水ポンプロータ１３０および温水ポンプロータ１４０）を一度に回転させる。そして、外部電源からモーター３１２およびモーター３２２へ電力を供給して、作動媒体ポンプ３１０および潤滑油ポンプ３２０を駆動させる。
【００５５】
これにより、各ポンプロータが回転されて、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ、冷却水ポンプおよび温水ポンプが駆動されて、バイナリサイクルが始動する。なお、起動時にモーター駆動される補機は、作動媒体ポンプ３１０および潤滑油ポンプ３２０に限定されない。起動時に外部からの電力でモーター駆動される補機は、発電機２０により定常的に定格電力が発電し始めた際には、そのモーターを発電電力による駆動に切り替えて運転するのが好適である。なお、その場合のモーターは商用電源からの電力供給を必要としないものが更に好適である。また、起動時に外部回転力供給装置１８０で駆動される補機は、冷却水ポンプ３７０および温水ポンプロータ３７２に限定されない。
【００５６】
本実施形態に係る発電設備３００によると、その起動時において、冷却水ポンプおよび温水ポンプは、外部回転力供給装置１８０により回転されて、作動媒体ポンプ３１０および潤滑油ポンプ３２０は外部電源から供給された電力により回転される。このため、外部回転力供給装置１８０から付与される回転力分だけ、暖気運転時に外部電源から供給される電力を減らすことができる。
【００５７】
なお、図３において発電機２０へ向かっている点線で示すように、起動時だけ外部電源から発電機２０へ電力を供給して、発電機をモーターとして回転させることも好ましい。このように膨張機に接続されている発電機２０をモーターとして回転させると、膨張機のスクリュロータ１０が回転するので膨張機を介して作動媒体Ｔを循環させることができる。このようにすると、起動時（暖気運転時）に作動媒体Ｔの循環量がより多くなるので（膨張機をバイパスするバイパス管路だけ通過させて暖気する場合に比較して）、暖気に必要な時間が短縮される。外部電源から発電機２０へ電力を供給するため電力を消費することになるが、補機の一部（少なくとも複数の補機）は外部回転力供給装置１８０から付与される回転力を利用して駆動するため、従来よりは電力消費は少なくて済む。このように電力消費が少ないと、外部電源から供給される電力としてバッテリーや可搬式の発電機からの電力だけで十分である場合には、商用電力がない場合もこの発電設備３００を起動することができる。
【００５８】
＜第４実施形態＞
図４は、本発明の第４実施形態に係る発電設備４００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
本実施形態に係る発電設備４００においては、上述した実施形態に係る発電設備と以下の点が異なる。発電設備１００、発電設備２００および発電設備３００が備えていた外部回転力供給装置１８０の代わりに、発電設備４００はエンジン回転駆動装置４８０を備える。その他の構成は第３実施形態と同じである。
【００５９】
本実施形態に係る発電設備４００も、上述した発電設備３００と同じように起動される。異なる点は、発電設備３００のように外部回転力供給装置１８０によって冷却水ポンプおよび温水ポンプを回転させるのではなく、発電設備４００ではこれらをエンジン回転駆動装置４８０により回転させる点である。
本実施形態に係る発電設備４００によると、発電設備４００の外部から回転力を供給する装置として、化石燃料などを使用するエンジン駆動としている。このため、化石燃料などのエネルギー密度が高いため、エンジン回転駆動装置４８０を小型化することができ、簡易に持ち運びが可能となる。
なお、第３実施形態と同様、起動時にモーター駆動される補機は、起動時に外部からの電力でモーターを駆動させ、発電機２０により定常的に定格電力が発電し始めた際には、そのモーターを発電電力による駆動に切り替えて運転するのが好適である。なお、その場合のモーターは商用電源からの電力供給を必要としないものが更に好適である。
【００６０】
＜第５実施形態＞
図５は、本発明の第５実施形態に係る発電設備５００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
本実施形態に係る発電設備５００においては、上述した第４実施形態に係る発電設備４００と以下の点が異なる。発電設備４００が備えていたエンジン回転駆動装置４８０の代わりに、発電設備５００はエンジンを搭載した自動車（車）５８０を備える。その他の構成は第４実施形態と同じである。
【００６１】
自動車５８０は、自動車５８０の外部へ回転力を取り出す回転軸５８２を備え、その回転軸５８２がギヤ、カップリングなどで、回転軸３７４の延設端部に接続されている。なお、回転軸５８２は、ＰＴＯ（Ｐｏｗｅｒ Ｔａｋｅ−Ｏｆｆ）軸と呼ばれる、車両駆動用のエンジン動力を作業機の駆動のために取り出す機構であっても構わない。この場合、カップリングは、ＰＴＯ軸に接続されるユニバーサルジョイントとなる。
【００６２】
本実施形態に係る発電設備５００も、上述した発電設備４００と同じように起動される。異なる点は、エンジン回転駆動装置４８０が自動車５８０である点である。
本実施形態に係る発電設備５００によると、発電設備５００の外部から供給される回転力を自動車の回転軸とすることで、発電設備５００を自動車に搭載した場合に、自動車の回転軸を用いて簡単に暖気運転が可能となる。また、発電設備５００を自動車に搭載しない場合であっても、自動車を発電設備５００の近傍まで持ち込めば、暖気運転が可能となる。
【００６３】
＜第６実施形態＞
図６は、本発明の第６実施形態に係る発電設備６００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
本実施形態に係る発電設備６００においては、上述した第５実施形態に係る発電設備５００と以下の点が異なる。発電設備５００においては、その起動時に作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプは外部電源からの電力により駆動されていた。発電設備６００においては、作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプは自動車のバッテリーからの電力により駆動される。その他の構成は第５実施形態と同じである。
【００６４】
自動車６８０は、自動車６８０の外部へ回転力を取り出す回転軸６８２を備え、その回転軸６８２がギヤ、カップリングなどで、回転軸３７４の延設端部に接続されている。なお、回転軸６８２は、回転軸５８２と同様の回転軸である。自動車６８０に搭載されたバッテリー６８４は、この発電設備６００の暖気運転時に、作動媒体ポンプ３１０のモーター３１２および潤滑油ポンプ３２０のモーター３２２へ電力を供給する。
【００６５】
本実施形態に係る発電設備６００も、上述した発電設備５００と同じように起動される。異なる点は、発電設備５００のように作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプが外部電源から供給された電力により駆動されるのではなく、発電設備６００においては、自動車６８０に搭載されたバッテリー６８４から供給された電力によりこれらが駆動される点である。
【００６６】
各種の起動準備が完了すると、自動車６８０の回転軸６８２の回転力を用いて回転軸３７４を回転させる。そして、自動車６８０のバッテリー６８４からモーター３１２およびモーター３２２へ電力を供給して、作動媒体ポンプ３１０および潤滑油ポンプ３２０を駆動させる。
これにより、各ポンプロータが回転されて、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ、冷却水ポンプおよび温水ポンプが駆動されて、バイナリサイクルが始動する。
【００６７】
本実施形態に係る発電設備６００によると、発電設備６００の外部から供給される回転力を自動車の回転軸とし、外部電源を自動車に搭載したバッテリーとすることで、発電設備６００を自動車に搭載した場合に、自動車の回転軸およびバッテリーを用いて簡単に暖気運転が可能となる。また、発電設備５００を自動車に搭載しない場合であっても、自動車を発電設備５００の近傍まで持ち込めば、外部電源を用いることなく暖気運転が可能となる。すなわち、補機ポンプのうちモーター駆動をさせる分の電力を、自動車のバッテリーから供給する。これにより、暖気運転時に外部電源が不要となり、商用電力を介さずにこの発電設備６００の起動（暖気運転）が可能となる。
【００６８】
＜第７実施形態＞
図７は、本発明の第７実施形態に係る発電設備７００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
本実施形態に係る発電設備７００においては、第６実施形態に係る発電設備６００と以下の点が異なる。発電設備６００が備えていた水ポンプ系統３７０を発電設備７００は備えず、発電設備６００が備えていた膨張系統２５０とは異なる膨張系統７５０を発電設備７００は備える。その他の構成は第６実施形態と同じである。
【００６９】
この発電設備７００は、自動車の排気ガスの熱またはエンジンを冷却することで発生する熱を利用した車載用のバイナリ発電設備である。このため、温水ポンプおよび冷却水ポンプは自動車に搭載された装置により実現される。なお、図７には示していないが図６と同じく、作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプを回転させるモーターを備える。この発電設備７００の起動時には、これらのモーターへ、自動車のバッテリーから電力が供給される。なお、膨張機手前の高圧部において油と作動媒体を確実に分離するとともに、高圧部の圧力を利用して潤滑油を膨張機に油を供給するように構成して、潤滑油ポンプを省略してもよい。また、凝縮器を空冷とするとともに、その設置箇所を作動媒体ポンプの上部として、冷却水を自然循環させるようにして、冷却水ポンプを省略してもよい。また、温水ポンプと作動媒体ポンプを駆動する駆動手段を共用できる場合は、それらの駆動手段を個別に設けなくともよい。
【００７０】
膨張系統７５０のハウジング７５２の内部には、水平方向を向く回転軸７５４が設けられており、この回転軸７５４上に、膨張機のスクリュロータ１０および発電機２０が設けられている。さらに、この回転軸７５４がハウジング７５２の外部へ延設されている。この回転軸７５４の延設端部は、自動車７８０の回転軸７８２が接続可能に構成されている。なお、膨張系統７５０から回転軸７５４が延設されるにあたり、図示していないが、軸シール機構が設けられている。また、図示していないが、回転軸７５４には、第１実施形態と同様のクラッチ機構が設けられており、発電設備７００と自動車７８０との動力伝達を任意に遮断することができるようになっている。
【００７１】
自動車７８０は、自動車７８０の外部へ回転力を取り出す回転軸７８２を備え、その回転軸７８２がギヤ、カップリングなどで、回転軸７５４の延設端部に接続されている。なお、回転軸７８２は、回転軸６８２と同様の回転軸である。
本実施形態に係る発電設備７００も、上述した発電設備と同じように起動される。異なる点は、自動車７８０の回転軸を用いて回転されるのは、補機ではなく、膨張機および発電機２０である点である。
【００７２】
各種の起動準備が完了すると、自動車７８０の回転軸７８２の回転力を用いて回転軸７５４を回転させる。そして、自動車７８０のバッテリーから作動媒体ポンプ３１０のモーター３１２および潤滑油ポンプ３２０のモーター３２２へ電力を供給して駆動させる。
これにより、膨張機が回転されるとともに、各ポンプロータが回転されて、作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプが駆動されて、バイナリサイクルが始動する。なお、上述したように、温水ポンプおよび冷却水ポンプは自動車に搭載された装置により実現されているので、これらのポンプは、自動車７８０の当該装置により駆動されている。
【００７３】
本実施形態に係る発電設備７００によると、車載用のバイナリ発電設備に適用され、その起動時に自動車の回転軸で膨張機および発電機を回転させて、起動させることができる。この場合において、エネルギー変換することなく回転エネルギーを直接利用するので効率が高い。
＜第８実施形態＞
図８は、本発明の第８実施形態に係る発電設備８００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
【００７４】
本実施形態に係る発電設備８００においては、第７実施形態に係る発電設備７００と以下の点が異なる。発電設備７００が備えていない磁気カップリング１６０を、発電設備８００は備える。このため、発電設備８００は、膨張系統７５０とは異なるハウジング形状の膨張系統８５０を備える。磁気カップリング１６０の構成は第１実施形態と略同様であり、その他の構成は第７実施形態と同じである。
【００７５】
膨張系統８５０のハウジング８５２の内部には、水平方向を向く回転軸８５４が設けられており、この回転軸８５４上に、膨張機のスクリュロータ１０、発電機２０および磁気カップリング１６０の外筒体１６２が設けられている。外筒体１６２に対向して設けられる磁気カップリング１６０の内挿体１６４は、回転軸８５６に設けられている。外筒体１６２と内挿体１６４とは、膨張系統８５０のハウジング８５２を構成する隔壁を介して隔絶されている。そのため、発電設備８００においては、ハウジング８５２内を外部から気密的に隔離しながら、回転軸８５４の回転駆動力を回転軸８５６に伝達することができる。この回転軸８５６の端部は、自動車８８０の回転軸８８２が接続可能に構成されている。
【００７６】
自動車８８０は、自動車８８０の外部へ回転力を取り出す回転軸８８２を備え、その回転軸８８２がギヤ、カップリングなどで、回転軸８５６の端部に接続されている。なお、回転軸８８２は、回転軸７８２と同様の回転軸である。
本実施形態に係る発電設備８００も、上述した発電設備７００と同じように起動される。
【００７７】
本実施形態に係る発電設備８００によると、車載用のバイナリ発電設備に適用され、発電設備７００と同じく、その起動時に自動車の回転軸で膨張機および発電機を回転させて、起動させることができる。この場合において、エネルギー変換することなく回転エネルギーを直接利用するので効率が高い。さらに、発電設備８００によると、回転軸のハウジング外部への延設に磁気カップリングを使用することにより、軸シール機構が不要となり、作動媒体Ｔの外部への漏洩をなくすことができる。
【００７８】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。上記実施形態では特に記載していないが、制御機器（制御基盤）へ供給する電力は、他の補機と同様に、外部からの電力や、発電電力や、車のバッテリーからの電力等、実施形態に応じた適宜の方法で得ることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０ スクリュロータ
２０ 発電機
３０ 蒸発器
４０ 凝縮器
５０ 循環配管
１００ 発電設備（第１実施形態）
１１０ 作動媒体ポンプロータ
１２０ 潤滑油ポンプロータ
１３０ 冷却水ポンプロータ
１４０ 温水ポンプロータ
１５０ 媒体系統
１５２ ハウジング
１５４ 回転軸
１５６ 軸シール機構
１６０ 磁気カップリング
１６２ 外筒体
１６４ 内挿体
１７０ 水ポンプ系統
１７２ ポンプハウジング
１７４ 回転軸
１７６ 軸シール機構
１８０ 外部回転力供給装置
２００ 発電設備（第２実施形態）
２５０ 膨張系統
２６０ 非水ポンプ系統
３００ 発電設備（第３実施形態）
３７０ 水ポンプ系統
４００ 発電設備（第４実施形態）
４８０ エンジン回転駆動装置
５００ 発電設備（第５実施形態）
５８０ 自動車
６００ 発電設備（第６実施形態）
６８０ 自動車
７００ 発電設備（第７実施形態）
７５０ 膨張系統
８００ 発電設備（第８実施形態）
８５０ 膨張系統
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動媒体を蒸発させる蒸発器と、蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器とを備え、回転駆動力を用いて発電機を駆動する発電設備に関する技術であって、特に、この発電設備を好適に起動することができる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化対策のため化石燃料の代替エネルギーとして再生可能エネルギーの導入が図られており、太陽光発電システム、風力発電システム、マイクロ水力発電システムが着目されている。さらに、蒸気タービンを回転させるほどの熱量を持たない低温の熱源（たとえば地熱）から低沸点の作動媒体の熱サイクルへ熱を移動し、この循環サイクル内で作動媒体を用いた発電を行うバイナリ発電システムも着目されている。
【０００３】
特開平８−１００６１０号公報（特許文献１）は、このようなバイナリ発電システムを開示する。このバイナリ発電システムは、蒸発器、スクリュータービン、油セパレータ、凝縮器および媒体ポンプを直列に接続して、閉じた作動媒体ループを構成させ、スクリュータービンに発電機を連結し、この発電機により発電を行うものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１００６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したようなバイナリ発電システムにおいて電力を発電するためには、作動媒体ループの循環ポンプ（補機）などを先に駆動する必要がある。このような補機はモーターで駆動されるように構成され、この発電システムの起動時には、外部の商用電力をモーターへ供給して補機が駆動されることが多い。このように、補機を先に駆動して発電システムを暖機運転する。その後に発電システムが起動して自立した運転に必要な電力を発電し始めた暖機運転後は、その電力をポンプを駆動するモーターへ供給して、バイナリ発電システムが定常運転される。
【０００６】
しかしながら、バイナリ発電システムの外部から供給できる商用電力が存在しない場合（停電時、離島）には、バイナリ発電システムを起動させることができない。このような問題をバイナリ発電システムは有している。
ところが、上述した特許文献１は、バイナリ発電システムにおける起動時間を短縮する技術を開示しているが、上述した問題については、記載も示唆もしていない。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、外部の商用電力から電力を供給することができない場合であっても、好適に起動することができる、発電設備および発電設備の起動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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る発電設備は、以下の技術的手段を講じている。
即ち、本発明のある局面に係る発電設備は、作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器とを備え、前記回転駆動力を用いて発電機を駆動する。この発電設備は、回転機械で構成される補機を備え、補機のハウジング外部へ延設された補機の延設回転軸および／または前記発電機のハウジング外部へ延設された発電機の延設回転軸を備える。前記発電設備の起動時に、機外から前記延設回転軸に対して回転力が付与可能に構成されていることを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、前記延設回転軸に対して付与された回転力は、磁気カップリングを介して、前記補機および／または前記発電機に付与可能に構成されていると良い。
さらに好ましくは、前記補機は、前記凝縮器に冷熱供給用として冷却媒体を流すための冷却媒体ポンプおよび前記蒸発器に熱源供給用として加熱媒体を流すための加熱媒体ポンプで構成されていると良い。
【００１０】
さらに好ましくは、前記補機へ付与された回転力は、磁気カップリングを介して他の補機へ付与可能に構成されていると良い。
さらに好ましくは、前記回転力は、エンジンから供給されるように構成されていると良い。
さらに好ましくは、前記回転力は、自動車に搭載されたエンジンからの回転力を取り出すＰＴＯ軸から供給されるように構成されていると良い。
【００１１】
さらに好ましくは、前記補機はモーター駆動可能に構成され、バッテリーから前記モーターへ電力を供給可能に構成されていると良い。
また、本発明の別の局面に係る発電設備の起動方法は、作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器とを備え、前記回転駆動力を用いて発電機を駆動する発電設備の起動方法である。この発電設備は、回転機械で構成される補機を備え、補機のハウジング外部へ延設された補機の延設回転軸および／または前記発電機のハウジング外部へ延設された発電機の延設回転軸を備える。この起動方法は、前記発電設備の起動時に、機外から前記延設回転軸に対して回転力を付与することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る発電設備および発電設備の起動方法を用いることにより、外部の商用電力から電力を供給することができない場合であっても、好適に起動することができる。特に、外部電力を必要としない点または低減できる点と、エネルギー効率を低下させない点で好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図７】本発明の第７実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【図８】本発明の第８実施形態に係る発電設備の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る発電設備を、図面に基づき詳しく説明する。なお、以下の説明では、異なる実施形態であっても同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係る発電設備１００を、図面に基づき説明する。
【００１５】
［全体構成］
図１に示すように、第１実施形態に係る発電設備１００は、膨張機（主要部は後述するスクリュロータ１０）で発生した回転駆動力を用いて発電機２０を駆動することにより発電を行うものである。このような膨張機を備えた発電設備１００には、たとえば、蒸気機関、蒸気タービン、スターリングサイクルのような外燃機関、または、ガスタービンのような内燃機関を用いて発電を行うものが含まれるが、本実施形態においてはバイナリサイクルを用いて発電を行うバイナリ発電設備を例示して説明する。
【００１６】
なお、以下においては、蒸発機の熱源として用いる加熱媒体を温水として、凝縮器の冷媒として用いる冷却媒体を水として説明する。このため、加熱媒体ポンプは温水ポンプと、冷却媒体ポンプは冷却水ポンプと記載する。しかしながら、加熱媒体および冷却媒体は、これらに限定されるものではない。加熱媒体は温水ではなく蒸気であっても構わないし、冷却媒体は水以外の冷媒であっても構わない。
【００１７】
図１に示すように、発電設備１００は、液体の作動媒体Ｔを蒸発させる蒸発器３０と、この蒸発器３０で蒸発した作動媒体Ｔの蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、膨張機で膨張させられた作動媒体Ｔの蒸気を液体に凝縮する凝縮器４０と、この凝縮器４０で凝縮させられた液体の作動媒体Ｔを循環させる作動媒体ポンプ（主要部は後述する作動媒体ポンプロータ１１０）とを、閉ループ状の循環配管５０上に備えている。作動媒体ポンプは、作動媒体Ｔを蒸発器３０へ向けて圧送する。
【００１８】
上述した膨張機は、作動媒体Ｔの蒸気を膨張させることにより回転駆動する駆動部を有している。本実施形態における膨張機は、スクリュ膨張機であるため、駆動部としてスクリュロータ１０を有している。このスクリュロータ１０で発生した回転駆動力は発電機２０へ伝えられ、発電機２０で発電が行われる。
蒸発器３０と凝縮器４０とはいずれも熱交換器であり、蒸発器３０はその１次側に温水を供給することで２次側の作動媒体Ｔを蒸発できるようになっている。また、凝縮器４０は、その２次側に冷却水を供給することで１次側の作動媒体Ｔを凝縮できるようになっている。さらに、蒸発器３０の１次側に温水を供給する温水ポンプ（主要部は後述する温水ポンプロータ１４０）、凝縮器４０の２次側に冷却水を供給する冷却水ポンプ（主要部は後述する冷却水ポンプロータ１３０）などが補機として設けられている。補機としては、上述したポンプに加えて、膨張機のスクリュロータ１０または／および発電機２０の軸受部に供給される潤滑油を循環させる潤滑油ポンプ（主要部は後述する潤滑油ポンプロータ１２０）、制御基盤なども含まれる。
【００１９】
上述した発電設備１００で発電を行う際には、温水ポンプを用いて温水を蒸発器３０の１次側に送る。蒸発器３０の２次側に供給される液体の作動媒体Ｔは（水より）低沸点の有機媒体であるため、容易に蒸発して液体の作動媒体Ｔは蒸気に変化する。このようにして得られた作動媒体Ｔの蒸気は膨張機に送られ、膨張機内で膨張してスクリュロータ１０（駆動部）を回転させる。
【００２０】
このようにしてスクリュロータ１０を回転させるのに用いられた作動媒体Ｔの蒸気は凝縮器４０に送られる。凝縮器４０の２次側には冷却水ポンプを用いて冷却水が供給されており、凝縮器４０での熱交換により１次側の作動媒体Ｔの蒸気が凝縮されて液体に戻る。このようにして凝縮器４０で液体になった作動媒体Ｔは作動媒体ポンプを用いて再び蒸発器３０に送られ蒸発に用いられる。このような作動媒体Ｔが循環するサイクル（バイナリサイクル）においては、膨張機で作動媒体Ｔの蒸気が膨張する際に生じる、作動媒体Ｔの膨張前後の圧力差でスクリュロータ１０が回転して回転駆動力が生じる。
【００２１】
［動力伝達系統］
ところで、本実施形態に係る発電設備１００には、上述したスクリュロータ１０で発生した回転駆動力を伝達する１つの（分岐しない）動力伝達系統が設けられていて、この動力伝達系統で伝達された回転駆動力を用いて発電機２０が駆動され、発電が行われる。一方、この１つの動力伝達系統上には発電機２０だけでなく発電設備１００に付帯して駆動する補機も発電機２０に連なるように配備されている。つまり、回転駆動力は発電機２０だけでなく補機にも伝達できるようになっている。本実施形態における動力伝達系統は、発電機２０と、水以外を取り扱う非水系の機器から構成される媒体系統１５０と、磁気カップリング１６０と、水を取り扱う水系のポンプ機器から構成される水ポンプ系統１７０とが直列に接続されたものである。磁気カップリング１６０は、媒体系統１５０と水ポンプ系統１７０との間で、回転力を非接触で伝達する。
【００２２】
本実施形態に係る発電設備１００は、膨張機と補機との間に発電機２０が備えられているもの、つまり膨張機で発生した回転駆動力を最初に発電機２０の駆動すなわち発電に用い、残りの回転駆動力を補機の駆動に用いるものとして考えることができる。なお、発電設備１００としては、膨張機と発電機２０との間に補機が備えられているもの、つまり膨張機で発生した回転駆動力を最初に補機の駆動に用い、残りの回転駆動力を発電機２０の駆動に用いるものとして考えることもできる。このように種々の動力伝達系統が考えられるため、動力伝達系統の配列順序が限定されて本発明が適用されるものではない。
【００２３】
以下において、媒体系統１５０と、磁気カップリング１６０と、水ポンプ系統１７０とについて説明する。
本実施形態に係る発電設備１００は、互いに多少混ざり合っても問題の少ない作動媒体Ｔおよび潤滑油（いずれも非水系の媒体）とを扱う作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプの両ポンプロータ１１０、１２０を、複数の部材で一体的に構成された１つのハウジング（膨張機を含むハウジング１５２）内に収容した媒体系統１５０と、互いに多少混ざり合っても問題の少ない水を循環媒体とする冷却水ポンプおよび温水ポンプの両ポンプロータ１３０，１４０を、複数の部材で一体的に構成された１つのポンプハウジング１７２内に収容した水ポンプ系統１７０とから構成される。
【００２４】
［媒体系統］
媒体系統１５０のハウジング１５２の内部には、水平方向を向く回転軸１５４が設けられており、この回転軸１５４上に、膨張機のスクリュロータ１０、発電機２０、作動媒体ポンプロータ１１０、潤滑油ポンプロータ１２０が膨張機側から順番に並んで設けられている。そして、作動媒体ポンプロータ１１０と発電機２０との間、および、作動媒体ポンプロータ１１０と潤滑油ポンプロータ１２０との間には、それらが収容されているハウジング１５２内において作動媒体Ｔおよび潤滑油の漏洩を抑制しつつ回転軸１５４を回転自在に支持する軸シール機構１５６が設けられている。なお、膨張機と発電機の間の隔壁や回転軸１５４を支持するその他の軸受など、本発明の説明に関係のない部分は図示を省略している。
【００２５】
そして、回転軸１５４の端部（図１における媒体系統１５０の右端）には、発電機２０で発電に用いられなかった回転駆動力（言い換えるとスクリュロータ１０を回転駆動させて余った回転駆動力）ならびに作動媒体ポンプロータ１１０および潤滑油ポンプロータ１２０でポンプ回転に用いられなかった回転駆動力を、媒体系統１５０のハウジング１５２の外側に伝達する磁気カップリング１６０を構成する外筒体１６２が設けられている。なお、この磁気カップリング１６０は、後述するように、回転力を双方向に伝達できるので、後述する外部回転力供給装置１８０により回転軸１７４が回転されると、回転軸１７４から回転軸１５４へ回転駆動力が伝達される。
【００２６】
これらのスクリュロータ１０、発電機２０、作動媒体ポンプロータ１１０、潤滑油ポンプロータ１２０および外筒体１６２は、いずれも回転軸１５４を介して一体に回転可能とされている。それゆえ、膨張する作動媒体Ｔの蒸気の作用でスクリュロータ１０に回転駆動力が発生すると、回転軸１５４を介して伝達された回転駆動力が発電機２０を回転させ、回転駆動力の残りが作動媒体ポンプロータ１１０および潤滑油ポンプロータ１２０を回転させ、さらにその回転駆動力の残りが回転軸１５４を介して外筒体１６２に伝達される。後ほど詳しく説明する磁気カップリング１６０により、外筒体１６２から内挿体１６４へ回転力が伝達されて、媒体系統１５０から水ポンプ系統１７０へ回転力が非接触で伝達される。
【００２７】
［水ポンプ系統］
水ポンプ系統１７０のポンプハウジング１７２の内部には、水平方向を向く回転軸１７４が設けられており、この回転軸１７４上に、冷却水ポンプロータ１３０および温水ポンプロータ１４０が並んで設けられている。そして、冷却水ポンプロータ１３０と温水ポンプロータ１４０との間にも、それらが収容されているポンプハウジング１７２内において水（冷却水および温水）の漏洩を抑制しつつ回転軸１７４を回転自在に支持する軸シール機構１７６が設けられている。
【００２８】
そして、回転軸１７４の端部（図１における水ポンプ系統１７０の左端）には、磁気カップリング１６０を構成する内挿体１６４が設けられている。
これらの冷却水ポンプロータ１３０、温水ポンプロータ１４０および内挿体１６４は、いずれも回転軸１７４を介して一体に回転可能とされている。それゆえ、膨張する作動媒体Ｔの蒸気の作用でスクリュロータ１０に回転駆動力が発生すると、磁気カップリング１６０を介して伝達された回転軸１５４の回転駆動力が冷却水ポンプロータ１３０および温水ポンプロータ１４０を回転させる。
【００２９】
そして、回転軸１７４の他端（図１における水ポンプ系統１７０の右端）は、ポンプハウジング１７２の外部へ軸シール機構１７６を介して延設されている。この回転軸１７４の他端は、外部回転力供給装置１８０に接続可能とされている。
外部回転力供給装置１８０は、回転軸１７４の延設軸に回転力を付与できる機器である。この外部回転力供給装置１８０の種類は限定されるものではなく、商用電力の供給を受けて回転エネルギーを発生したり、商用電力の供給を受けることなく回転エネルギーを発生したり、蓄えられた電力を使用して回転エネルギーを発生したり、内燃機関のように化石燃料などを使用して回転エネルギーを発生したりして、回転軸１７４の延設軸に回転力を付与できる機器であれば構わない。
【００３０】
なお、回転軸１７４がポンプハウジング１７２の外部へ延設されているが、磁気カップリングではなく軸シール機構１７６を介して延設されている。これは、水ポンプ系統１７０において、万が一、循環媒体が漏洩しても、媒体系統１５０とは異なり循環媒体が水であるので、環境汚染などの大きな問題とならないためである。
［磁気カップリング］
次に、磁気カップリング１６０について説明する。この磁気カップリング１６０は、公知のものであって、磁力で回転トルクを伝える機械部品である。なお、この磁気カップリングは、隔壁を介して且つ双方向に回転駆動力（回転トルク）を伝達できるものとする。
【００３１】
磁気カップリング１６０は、回転軸１５４に設けられた外筒体１６２と、回転軸１７４に設けられた内挿体１６４とで構成されている。回転軸１５４の潤滑油ポンプ側の端部は、媒体系統１５０のハウジング１５２（隔壁）の近傍にまで伸びていて、この端部に外筒体１６２が設けられている。また、回転軸１７４の冷却水ポンプ側の端部は、水ポンプ系統１７０のポンプハウジング１７２（隔壁）の近傍にまで伸びていて、この端部に内挿体１６４が設けられている。
【００３２】
外筒体１６２は、水ポンプ系統１７０側を向いて開口する有底円筒状（コップ状）の部材であり、非磁性体から形成されている。外筒体１６２は、回転軸１５４の端部にその回転軸心と同軸状に連結されており、その内周面には周方向に沿って複数個の磁石（以降、外周側磁石という。）が設けられている。外筒体１６２に対応するハウジング１５２の部分は、内側に凹んでおり、当該凹部を覆うように有底円筒状の外筒体１６２が回転自在に嵌り込んでいる。
【００３３】
内挿体１６４は、回転軸１７４の端部に設けられた円柱体であり、外筒体１６２と同じく非磁性体から形成されている。内挿体１６４は、外筒体１６２の内側において回転自在となるように設けられており、この内挿体１６４の外周面には磁石（以降、内周側磁石という。）が取り付けられている。内挿体１６４に対応するポンプハウジング１７２の部分は、外側に凸状とされ、当該凸部の内部に円柱体の内挿体１６４が入り込んでいる。この凸部（ポンプハウジング１７２に形成された凸部）は、凹部（ハウジング１５２に形成された凹部）に嵌り込むようになっていて、媒体系統１５０と水ポンプ系統１７０とは互いの内部が隔絶された状態で隣接配備される。
【００３４】
言い換えれば、外筒体１６２と内挿体１６４との間であって、外周側磁石と内周側磁石との間には、ハウジング１５２を構成する隔壁と、ポンプハウジング１７２を構成する隔壁とが径方向で内外に並んで存在する。
このように、膨張機で発生した回転駆動力を伝達する１つの動力伝達系統上に、発電機２０および補機を配備し、非水系の機器をハウジング１５２に、水系の機器をポンプハウジング１７２に、それぞれ収容した。ハウジング１５２およびポンプハウジング１７２を透過して磁気的な引力を誘起可能な磁気カップリング１６０によりこれらを接続すれば、非水系の機器（膨張機、発電機２０、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ）と水系の機器（冷却水ポンプ、温水ポンプ）とを気密的に隔離しつつ回転駆動力を双方向に伝達させることが可能となる。
【００３５】
なお、磁気カップリング１６０により回転力が伝達される２つの回転軸である回転軸１５４および回転軸１７４は、一体的に構成された軸でも分割された軸を接続して構成されていても構わない。
［延設軸］
このような構成を備える本実施形態に係る発電設備１００において、回転軸１７４の延設端部（内挿体１６４の反対側端部）は、ポンプハウジング１７２の外部へ延設されている。回転軸１７４の延設端部には外部回転力供給装置１８０が接続されている。このため、外部回転力供給装置１８０は、回転軸１７４を介して、冷却水ポンプロータ１３０および温水ポンプロータ１４０を回転させることができるとともに、磁気カップリング１６０および回転軸１５４を介して、スクリュロータ１０、発電機２０、作動媒体ポンプロータ１１０および潤滑油ポンプロータ１２０を回転させることができる。
【００３６】
その逆に、膨張する作動媒体Ｔの蒸気の作用でスクリュロータ１０に回転駆動力が発生すると、１つの動力伝達系統上に配備された媒体系統１５０から水ポンプ系統１７０へ回転力が伝達される。その結果、回転軸１７４の延設端部も回転することになる。
［起動方法］
この発電設備１００の起動開始時においては、作動媒体Ｔが循環していないのでスクリュロータ１０に回転駆動力が発生していないため、上述のように動力伝達系統が構成されていても、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ、冷却水ポンプおよび温水ポンプは駆動されない。従来の技術では、このようなバイナリ発電設備においては、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ、冷却水ポンプおよび温水ポンプなどの補機は、それぞれに設けられるモーターで駆動されるように構成され、発電設備の起動時（暖機運転が終了するまで）は、外部の商用電力を各モーターへそれぞれ供給して補機が駆動されるが、本実施形態に係る発電設備１００の補機は、暖機運転が終了後は膨張機の駆動力で駆動可能に構成されている。
【００３７】
この発電設備１００は、以下のように起動される。
まず、各種の起動準備が完了すると、外部回転力供給装置１８０の回転力を用いて回転軸１７４を回転させる。すなわち、この発電設備１００の外部から供給された電力を用いて補機のモーターを回転させてポンプロータを回転させるのではなく、外部回転力供給装置１８０の回転力を用いて回転軸１７４を回転させてポンプロータを回転させる。
【００３８】
そして、外部回転力供給装置１８０の回転力により回転軸１７４が回転されると磁気カップリング１６０を介して回転軸１５４も回転する。これにより、回転軸１７４および回転軸１５４に設けられた各ポンプロータが回転されて、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ、冷却水ポンプおよび温水ポンプが駆動されて、バイナリサイクルが始動する。
すなわち、外部回転力供給装置１８０の回転力により駆動された温水ポンプにより温水が蒸発器３０の１次側に送られ、蒸発器３０の２次側に供給される液体の作動媒体Ｔが蒸発して作動媒体Ｔは蒸気に変化する。この作動媒体Ｔの蒸気は、外部回転力供給装置１８０の回転力により駆動された作動媒体ポンプにより、膨張機と膨張機を迂回する図示しないバイパス路に適宜送られ、膨張機を暖気する。なお、このとき、この作動媒体Ｔの蒸気によりスクリュロータ１０が回転されると、回転軸１５４上に設けられた発電機２０、作動媒体ポンプロータ１１０および潤滑油ポンプロータ１２０、ならびに、回転軸１７４上に設けられた冷却水ポンプロータ１３０および温水ポンプロータ１４０に回転力が付与されることになる。
【００３９】
膨張機を迂回した作動媒体Ｔの蒸気乃至はスクリュロータ１０を回転させるのに用いられた作動媒体Ｔの蒸気は、外部回転力供給装置１８０の回転力により駆動された作動媒体ポンプにより、凝縮器４０に送られる。凝縮器４０の２次側には外部回転力供給装置１８０の回転力により駆動された冷却水ポンプにより冷却水が供給されており、凝縮器４０での熱交換により１次側の作動媒体Ｔの蒸気が凝縮されて液体に戻る。凝縮器４０で液体になった作動媒体Ｔは外部回転力供給装置１８０の回転力により駆動された作動媒体ポンプにより、再び蒸発器３０に送られ蒸発に用いられる。なお、外部回転力供給装置１８０の回転力により駆動された潤滑油ポンプにより、膨張機のスクリュロータ１０または／および発電機２０の軸受部に潤滑油が供給される。
【００４０】
このようにして、作動媒体Ｔが循環するバイナリサイクルにより、膨張機で作動媒体Ｔの蒸気が膨張する際に生じる、作動媒体Ｔの膨張前後の圧力差でスクリュロータ１０が回転して回転駆動力が生じ、その回転駆動力により発電が行われる。
バイナリサイクルが定常的に運転され始めると、バイパス路が閉じられ発電機２０により定常的に定格電力が発生する。たとえば、このタイミングで暖機運転が終了したと判断して、外部回転力供給装置１８０による回転力の付与を終了させる。このとき、外部回転力供給装置１８０においては、発電設備１００におけるスクリュロータ１０の回転を妨げないように、回転軸１７４が自由に回転できるように構成されている（後述の他の実施形態においても同様）。例えば、延設軸にクラッチ機構を設けて発電設備１００との動力伝達を任意に遮断することができる。
【００４１】
なお、暖気運転後においては、発電機２０で発生した電力により、補機であるポンプのモーターを回転させて、ポンプを駆動させることも可能である。
このように、この発電設備１００においては、膨張機から補機までを同じ回転軸で構成して（この場合の同じ回転軸には磁気カップリング１６０により接続された回転軸１５４と回転軸１７４とを含む）、発電設備１００のハウジングの外部へ回転軸を延設している。これにより、発電設備１００の起動時において、ハウジングの外部から、１本の延設された回転軸を、外部回転力供給装置１８０により回転させるだけで、膨張機および補機を一度に回転させることが可能となる。その結果、外部から電力を供給することなく、発電設備１００を暖機運転することができる。
【００４２】
［作用効果］
本実施形態に係る発電設備１００によると、以下の作用効果を奏する。
第１に、１つのハウジング１５２内にスクリュロータ１０、発電機２０、作動媒体ポンプロータ１１０、潤滑油ポンプロータ１２０を一緒に収容することにより、（１）作動媒体Ｔおよび潤滑油を漏洩させることなく、（２）作動媒体Ｔおよび潤滑油が互いに多少混ざり合っても問題なく、発電設備１００で発電を行うことができる。
【００４３】
第２に、１つのポンプハウジング１７２内に作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプを収容して両者の間に軸シール機構１７６を設け、媒体系統１５０と水ポンプ系統１７０とを磁気カップリング１６０で接続することにより、水系のポンプを作動媒体Ｔで駆動することができる。
第３に、軸シール機構１７６を介してポンプハウジング１７２の外部まで回転軸１７４を延設することにより、起動時に外部から回転力を付与することができるので、（１）水ポンプ系統１７０のポンプを駆動させることができ、（２）磁気カップリング１６０を介して、媒体系統１５０の機器を駆動することができ、外部から電力を供給することなく、発電設備を起動して暖機運転することができる。
【００４４】
特に、外部回転力供給装置１８０からの回転力により発電設備１００を起動して暖機運転することにより、発電設備１００の暖気運転中に、外部から供給する電力が不要となる。すなわち、延設された回転軸１７４に、商用電力の供給を受けることなく回転エネルギーを発生する外部回転力供給装置１８０を接続することで、商用電力の停電時または商用電力が供給されていない離島においても発電設備１００を簡単に起動することが可能となる。さらに、商用電力の供給を受けて回転エネルギーを発生する外部回転力供給装置１８０（１台のモーターを備える）を用いる場合であっても以下の点で有利である。従来の技術では、複数の補機がそれぞれモーターを備え、起動時において複数のモーターを介して複数の補機が回転駆動されていた。しかし、本実施形態に係る発電設備１００においては、外部回転力供給装置１８０に備えられた１台のモーターで複数の補機を回転駆動することができるために、従来よりもエネルギー効率はよくなる。
【００４５】
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る発電設備２００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
本実施形態に係る発電設備２００においては、第１実施形態に係る発電設備１００と以下の点が異なる。発電設備１００においては、媒体系統１５０のハウジング１５２に、膨張機および発電機２０（以上、膨張系統）と、作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプ（以上、非水ポンプ系統）とを収容していた。発電設備２００では、これらを２つの膨張系統２５０と非水ポンプ系統２６０とに分けた。膨張系統２５０の動力伝達系統は独立しており、他の装置から回転力を受けることもなく、他の装置へ回転力を与えることもない。その他の構成は第１実施形態と同じである。
【００４６】
膨張系統２５０のハウジング２５２の内部には、水平方向を向く駆動軸２５４が設けられており、この駆動軸２５４上に、膨張機のスクリュロータ１０および発電機２０が設けられている。
非水ポンプ系統２６０のハウジング２６２の内部には、水平方向を向く回転軸２６４が設けられており、この回転軸２６４上に、作動媒体ポンプロータ１１０および潤滑油ポンプロータ１２０が設けられている。そして、作動媒体ポンプロータ１１０と潤滑油ポンプロータ１２０との間には、それらが収容されているハウジング２６２内において作動媒体Ｔおよび潤滑油の漏洩を抑制しつつ回転軸２６４を回転自在に支持する軸シール機構２６６が設けられている。
【００４７】
本実施形態に係る発電設備２００も、上述した発電設備１００と同じように起動される。異なる点は、発電設備２００では、外部回転力供給装置１８０によっては膨張機および発電機２０が回転されない点である。
各種の起動準備が完了すると、外部回転力供給装置１８０の回転力を用いて回転軸１７４を回転させる。すなわち、この発電設備２００の外部から供給された電力を用いて複数の補機それぞれのモーターを回転させて複数のポンプロータをそれぞれ回転させるのではなく、外部回転力供給装置１８０の回転力を用いて回転軸１７４を回転させて複数のポンプロータを一度に回転させる。
【００４８】
そして、外部回転力供給装置１８０の回転力により回転軸１７４が回転されると磁気カップリング１６０を介して回転軸２６４も回転する。これにより、回転軸１７４および回転軸２６４に設けられた各ポンプロータが回転されて、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ、冷却水ポンプおよび温水ポンプが駆動されて、バイナリサイクルが始動する。なお、本実施形態に係る外部回転力供給装置１８０としては、商用電力の供給を必要としないものが好適である。外部回転力供給装置１８０としてモーターを用いる場合は、起動時には、そのモーターを外部からの電力で駆動させ、発電機２０により定常的に定格電力が発電し始めた際には、そのモーターを発電電力による駆動に切り替えるとよい。
【００４９】
本実施形態に係る発電設備２００によると、膨張機および発電機２０を除く補機のポンプローターに接続された回転軸を延設して、ハウジングから外部へ出して外部回転力供給装置１８０に接続している。これにより、発電設備２００の起動時において、ハウジングの外部から、１本の延設された回転軸を、外部回転力供給装置１８０により回転させるだけで、複数の補機を一度に回転させることが可能となる。その結果、外部から電力を供給することなく発電設備２００を暖機運転することができる。このとき、膨張機および発電機２０は回転されない。
【００５０】
この場合において、発電機２０の種類によるが、発電機２０が誘導発電機や同期発電機の場合、補機だけで暖気運転し、その後に膨張機を回転させることで発電モードに入る。この点で、この発電設備２００が好適である。
＜第３実施形態＞
図３は、本発明の第３実施形態に係る発電設備３００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
【００５１】
本実施形態に係る発電設備３００においては、第２実施形態に係る発電設備２００と以下の点が異なる。発電設備２００が備えていた非水ポンプ系統２６０および磁気カップリング１６０を発電設備３００は備えず、発電設備３００は水ポンプ系統１７０の代わりに水ポンプ系統３７０を備える。
このように発電設備３００においては、非水ポンプ系統２６０を備えない代わりに、作動媒体ポンプ３１０（作動媒体ポンプロータを内蔵）およびそれを駆動するモーター３１２、ならびに、潤滑油ポンプ３２０（潤滑油ポンプロータを内蔵）およびそれを駆動するモーター３２２を設けた。
【００５２】
また、磁気カップリング１６０を備えないのでポンプハウジング１７２とは異なる形状のポンプハウジング３７２と、内挿体１６４を有さない回転軸３７４とを備え、そのポンプハウジング３７２内に冷却水ポンプおよび温水ポンプを収容した、水ポンプ系統３７０を設けた。この回転軸３７４も回転軸１７４と同じくポンプハウジング３７２の外部へ延設されて、その延設端部は外部回転力供給装置１８０に接続されている。その他の構成は第２実施形態と同じである。
【００５３】
なお、図示していないが、冷却水ポンプおよび温水ポンプも、共用するモーターでモーター駆動可能に構成されている。詳しくは、４つの補機がそれぞれモーターを備える。または、非水系の補機が共用するモータを備え、水系の補機が共用するモータを備えてもよい。この場合において、本実施形態に係る外部回転力供給装置１８０としては、商用電力の供給を必要としないものが好適である。外部回転力供給装置１８０が１台のモーターを備え、起動時には、その１台のモーターをバッテリー等の電力で駆動させ、発電機２０により定常的に定格電力が発電し始めた後は、その１台のモーターまたは補機が備えるモーターを発電電力による駆動に切り替えて運転することが好適である。なお、外部回転力供給装置１８０は、商用電力の供給を必要としないことが好ましいが、商用電力の供給を必要とするモーターを備えてもよい。後者の場合、複数のポンプロータを、外部回転力供給装置１８０が備える１台のモーターで駆動可能に構成されているため、複数の補機を駆動する複数のモーターを用いて起動する従来の技術よりもエネルギー効率はよくなる。
【００５４】
本実施形態に係る発電設備３００も、上述した発電設備２００と同じように起動される。異なる点は、発電設備３００では、外部回転力供給装置１８０によっては作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプが回転されない点である。
各種の起動準備が完了すると、外部回転力供給装置１８０の回転力を用いて回転軸３７４を回転させる。すなわち、この発電設備３００の外部から供給された電力を用いて複数の補機それぞれのモーターを回転させて複数のポンプロータをそれぞれ回転させるのではなく、外部回転力供給装置１８０の回転力を用いて回転軸３７４を回転させて、少なくとも複数のポンプロータ（ここでは、冷却水ポンプロータ１３０および温水ポンプロータ１４０）を一度に回転させる。そして、外部電源からモーター３１２およびモーター３２２へ電力を供給して、作動媒体ポンプ３１０および潤滑油ポンプ３２０を駆動させる。
【００５５】
これにより、各ポンプロータが回転されて、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ、冷却水ポンプおよび温水ポンプが駆動されて、バイナリサイクルが始動する。なお、起動時にモーター駆動される補機は、作動媒体ポンプ３１０および潤滑油ポンプ３２０に限定されない。起動時に外部からの電力でモーター駆動される補機は、発電機２０により定常的に定格電力が発電し始めた際には、そのモーターを発電電力による駆動に切り替えて運転するのが好適である。なお、その場合のモーターは商用電源からの電力供給を必要としないものが更に好適である。また、起動時に外部回転力供給装置１８０で駆動される補機は、冷却水ポンプ３７０および温水ポンプロータ３７２に限定されない。
【００５６】
本実施形態に係る発電設備３００によると、その起動時において、冷却水ポンプおよび温水ポンプは、外部回転力供給装置１８０により回転されて、作動媒体ポンプ３１０および潤滑油ポンプ３２０は外部電源から供給された電力により回転される。このため、外部回転力供給装置１８０から付与される回転力分だけ、暖気運転時に外部電源から供給される電力を減らすことができる。
【００５７】
なお、図３において発電機２０へ向かっている点線で示すように、起動時だけ外部電源から発電機２０へ電力を供給して、発電機をモーターとして回転させることも好ましい。このように膨張機に接続されている発電機２０をモーターとして回転させると、膨張機のスクリュロータ１０が回転するので膨張機を介して作動媒体Ｔを循環させることができる。このようにすると、起動時（暖気運転時）に作動媒体Ｔの循環量がより多くなるので（膨張機をバイパスするバイパス管路だけ通過させて暖気する場合に比較して）、暖気に必要な時間が短縮される。外部電源から発電機２０へ電力を供給するため電力を消費することになるが、補機の一部（少なくとも複数の補機）は外部回転力供給装置１８０から付与される回転力を利用して駆動するため、従来よりは電力消費は少なくて済む。このように電力消費が少ないと、外部電源から供給される電力としてバッテリーや可搬式の発電機からの電力だけで十分である場合には、商用電力がない場合もこの発電設備３００を起動することができる。
【００５８】
＜第４実施形態＞
図４は、本発明の第４実施形態に係る発電設備４００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
本実施形態に係る発電設備４００においては、上述した実施形態に係る発電設備と以下の点が異なる。発電設備１００、発電設備２００および発電設備３００が備えていた外部回転力供給装置１８０の代わりに、発電設備４００はエンジン回転駆動装置４８０を備える。その他の構成は第３実施形態と同じである。
【００５９】
本実施形態に係る発電設備４００も、上述した発電設備３００と同じように起動される。異なる点は、発電設備３００のように外部回転力供給装置１８０によって冷却水ポンプおよび温水ポンプを回転させるのではなく、発電設備４００ではこれらをエンジン回転駆動装置４８０により回転させる点である。
本実施形態に係る発電設備４００によると、発電設備４００の外部から回転力を供給する装置として、化石燃料などを使用するエンジン駆動としている。このため、化石燃料などのエネルギー密度が高いため、エンジン回転駆動装置４８０を小型化することができ、簡易に持ち運びが可能となる。
なお、第３実施形態と同様、起動時にモーター駆動される補機は、起動時に外部からの電力でモーターを駆動させ、発電機２０により定常的に定格電力が発電し始めた際には、そのモーターを発電電力による駆動に切り替えて運転するのが好適である。なお、その場合のモーターは商用電源からの電力供給を必要としないものが更に好適である。
【００６０】
＜第５実施形態＞
図５は、本発明の第５実施形態に係る発電設備５００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
本実施形態に係る発電設備５００においては、上述した第４実施形態に係る発電設備４００と以下の点が異なる。発電設備４００が備えていたエンジン回転駆動装置４８０の代わりに、発電設備５００はエンジンを搭載した自動車（車）５８０を備える。その他の構成は第４実施形態と同じである。
【００６１】
自動車５８０は、自動車５８０の外部へ回転力を取り出す回転軸５８２を備え、その回転軸５８２がギヤ、カップリングなどで、回転軸３７４の延設端部に接続されている。なお、回転軸５８２は、ＰＴＯ（Ｐｏｗｅｒ Ｔａｋｅ−Ｏｆｆ）軸と呼ばれる、車両駆動用のエンジン動力を作業機の駆動のために取り出す機構であっても構わない。この場合、カップリングは、ＰＴＯ軸に接続されるユニバーサルジョイントとなる。
【００６２】
本実施形態に係る発電設備５００も、上述した発電設備４００と同じように起動される。異なる点は、エンジン回転駆動装置４８０が自動車５８０である点である。
本実施形態に係る発電設備５００によると、発電設備５００の外部から供給される回転力を自動車の回転軸とすることで、発電設備５００を自動車に搭載した場合に、自動車の回転軸を用いて簡単に暖気運転が可能となる。また、発電設備５００を自動車に搭載しない場合であっても、自動車を発電設備５００の近傍まで持ち込めば、暖気運転が可能となる。
【００６３】
＜第６実施形態＞
図６は、本発明の第６実施形態に係る発電設備６００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
本実施形態に係る発電設備６００においては、上述した第５実施形態に係る発電設備５００と以下の点が異なる。発電設備５００においては、その起動時に作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプは外部電源からの電力により駆動されていた。発電設備６００においては、作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプは自動車のバッテリーからの電力により駆動される。その他の構成は第５実施形態と同じである。
【００６４】
自動車６８０は、自動車６８０の外部へ回転力を取り出す回転軸６８２を備え、その回転軸６８２がギヤ、カップリングなどで、回転軸３７４の延設端部に接続されている。なお、回転軸６８２は、回転軸５８２と同様の回転軸である。自動車６８０に搭載されたバッテリー６８４は、この発電設備６００の暖気運転時に、作動媒体ポンプ３１０のモーター３１２および潤滑油ポンプ３２０のモーター３２２へ電力を供給する。
【００６５】
本実施形態に係る発電設備６００も、上述した発電設備５００と同じように起動される。異なる点は、発電設備５００のように作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプが外部電源から供給された電力により駆動されるのではなく、発電設備６００においては、自動車６８０に搭載されたバッテリー６８４から供給された電力によりこれらが駆動される点である。
【００６６】
各種の起動準備が完了すると、自動車６８０の回転軸６８２の回転力を用いて回転軸３７４を回転させる。そして、自動車６８０のバッテリー６８４からモーター３１２およびモーター３２２へ電力を供給して、作動媒体ポンプ３１０および潤滑油ポンプ３２０を駆動させる。
これにより、各ポンプロータが回転されて、作動媒体ポンプ、潤滑油ポンプ、冷却水ポンプおよび温水ポンプが駆動されて、バイナリサイクルが始動する。
【００６７】
本実施形態に係る発電設備６００によると、発電設備６００の外部から供給される回転力を自動車の回転軸とし、外部電源を自動車に搭載したバッテリーとすることで、発電設備６００を自動車に搭載した場合に、自動車の回転軸およびバッテリーを用いて簡単に暖気運転が可能となる。また、発電設備５００を自動車に搭載しない場合であっても、自動車を発電設備５００の近傍まで持ち込めば、外部電源を用いることなく暖気運転が可能となる。すなわち、補機ポンプのうちモーター駆動をさせる分の電力を、自動車のバッテリーから供給する。これにより、暖気運転時に外部電源が不要となり、商用電力を介さずにこの発電設備６００の起動（暖気運転）が可能となる。
【００６８】
＜第７実施形態＞
図７は、本発明の第７実施形態に係る発電設備７００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
本実施形態に係る発電設備７００においては、第６実施形態に係る発電設備６００と以下の点が異なる。発電設備６００が備えていた水ポンプ系統３７０を発電設備７００は備えず、発電設備６００が備えていた膨張系統２５０とは異なる膨張系統７５０を発電設備７００は備える。その他の構成は第６実施形態と同じである。
【００６９】
この発電設備７００は、自動車の排気ガスの熱またはエンジンを冷却することで発生する熱を利用した車載用のバイナリ発電設備である。このため、温水ポンプおよび冷却水ポンプは自動車に搭載された装置により実現される。なお、図７には示していないが図６と同じく、作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプを回転させるモーターを備える。この発電設備７００の起動時には、これらのモーターへ、自動車のバッテリーから電力が供給される。なお、膨張機手前の高圧部において油と作動媒体を確実に分離するとともに、高圧部の圧力を利用して潤滑油を膨張機に油を供給するように構成して、潤滑油ポンプを省略してもよい。また、凝縮器を空冷とするとともに、その設置箇所を作動媒体ポンプの上部として、冷却水を自然循環させるようにして、冷却水ポンプを省略してもよい。また、温水ポンプと作動媒体ポンプを駆動する駆動手段を共用できる場合は、それらの駆動手段を個別に設けなくともよい。
【００７０】
膨張系統７５０のハウジング７５２の内部には、水平方向を向く回転軸７５４が設けられており、この回転軸７５４上に、膨張機のスクリュロータ１０および発電機２０が設けられている。さらに、この回転軸７５４がハウジング７５２の外部へ延設されている。この回転軸７５４の延設端部は、自動車７８０の回転軸７８２が接続可能に構成されている。なお、膨張系統７５０から回転軸７５４が延設されるにあたり、図示していないが、軸シール機構が設けられている。また、図示していないが、回転軸７５４には、第１実施形態と同様のクラッチ機構が設けられており、発電設備７００と自動車７８０との動力伝達を任意に遮断することができるようになっている。
【００７１】
自動車７８０は、自動車７８０の外部へ回転力を取り出す回転軸７８２を備え、その回転軸７８２がギヤ、カップリングなどで、回転軸７５４の延設端部に接続されている。なお、回転軸７８２は、回転軸６８２と同様の回転軸である。
本実施形態に係る発電設備７００も、上述した発電設備と同じように起動される。異なる点は、自動車７８０の回転軸を用いて回転されるのは、補機ではなく、膨張機および発電機２０である点である。
【００７２】
各種の起動準備が完了すると、自動車７８０の回転軸７８２の回転力を用いて回転軸７５４を回転させる。そして、自動車７８０のバッテリーから作動媒体ポンプ３１０のモーター３１２および潤滑油ポンプ３２０のモーター３２２へ電力を供給して駆動させる。
これにより、膨張機が回転されるとともに、各ポンプロータが回転されて、作動媒体ポンプおよび潤滑油ポンプが駆動されて、バイナリサイクルが始動する。なお、上述したように、温水ポンプおよび冷却水ポンプは自動車に搭載された装置により実現されているので、これらのポンプは、自動車７８０の当該装置により駆動されている。
【００７３】
本実施形態に係る発電設備７００によると、車載用のバイナリ発電設備に適用され、その起動時に自動車の回転軸で膨張機および発電機を回転させて、起動させることができる。この場合において、エネルギー変換することなく回転エネルギーを直接利用するので効率が高い。
＜第８実施形態＞
図８は、本発明の第８実施形態に係る発電設備８００を示している。構成部品の中で、上述の説明と重複する部分についてはここでは繰り返さない。
【００７４】
本実施形態に係る発電設備８００においては、第７実施形態に係る発電設備７００と以下の点が異なる。発電設備７００が備えていない磁気カップリング１６０を、発電設備８００は備える。このため、発電設備８００は、膨張系統７５０とは異なるハウジング形状の膨張系統８５０を備える。磁気カップリング１６０の構成は第１実施形態と略同様であり、その他の構成は第７実施形態と同じである。
【００７５】
膨張系統８５０のハウジング８５２の内部には、水平方向を向く回転軸８５４が設けられており、この回転軸８５４上に、膨張機のスクリュロータ１０、発電機２０および磁気カップリング１６０の外筒体１６２が設けられている。外筒体１６２に対向して設けられる磁気カップリング１６０の内挿体１６４は、回転軸８５６に設けられている。外筒体１６２と内挿体１６４とは、膨張系統８５０のハウジング８５２を構成する隔壁を介して隔絶されている。そのため、発電設備８００においては、ハウジング８５２内を外部から気密的に隔離しながら、回転軸８５４の回転駆動力を回転軸８５６に伝達することができる。この回転軸８５６の端部は、自動車８８０の回転軸８８２が接続可能に構成されている。
【００７６】
自動車８８０は、自動車８８０の外部へ回転力を取り出す回転軸８８２を備え、その回転軸８８２がギヤ、カップリングなどで、回転軸８５６の端部に接続されている。なお、回転軸８８２は、回転軸７８２と同様の回転軸である。
本実施形態に係る発電設備８００も、上述した発電設備７００と同じように起動される。
【００７７】
本実施形態に係る発電設備８００によると、車載用のバイナリ発電設備に適用され、発電設備７００と同じく、その起動時に自動車の回転軸で膨張機および発電機を回転させて、起動させることができる。この場合において、エネルギー変換することなく回転エネルギーを直接利用するので効率が高い。さらに、発電設備８００によると、回転軸のハウジング外部への延設に磁気カップリングを使用することにより、軸シール機構が不要となり、作動媒体Ｔの外部への漏洩をなくすことができる。
【００７８】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。上記実施形態では特に記載していないが、制御機器（制御基盤）へ供給する電力は、他の補機と同様に、外部からの電力や、発電電力や、車のバッテリーからの電力等、実施形態に応じた適宜の方法で得ることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０ スクリュロータ
２０ 発電機
３０ 蒸発器
４０ 凝縮器
５０ 循環配管
１００ 発電設備（第１実施形態）
１１０ 作動媒体ポンプロータ
１２０ 潤滑油ポンプロータ
１３０ 冷却水ポンプロータ
１４０ 温水ポンプロータ
１５０ 媒体系統
１５２ ハウジング
１５４ 回転軸
１５６ 軸シール機構
１６０ 磁気カップリング
１６２ 外筒体
１６４ 内挿体
１７０ 水ポンプ系統
１７２ ポンプハウジング
１７４ 回転軸
１７６ 軸シール機構
１８０ 外部回転力供給装置
２００ 発電設備（第２実施形態）
２５０ 膨張系統
２６０ 非水ポンプ系統
３００ 発電設備（第３実施形態）
３７０ 水ポンプ系統
４００ 発電設備（第４実施形態）
４８０ エンジン回転駆動装置
５００ 発電設備（第５実施形態）
５８０ 自動車
６００ 発電設備（第６実施形態）
６８０ 自動車
７００ 発電設備（第７実施形態）
７５０ 膨張系統
８００ 発電設備（第８実施形態）
８５０ 膨張系統
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器とを備え、前記回転駆動力を用いて発電機を駆動する発電設備であって、
前記発電設備は回転機械で構成される補機を備え、
補機のハウジング外部へ延設された補機の延設回転軸および／または前記発電機のハウジング外部へ延設された発電機の延設回転軸を備え、
前記発電設備の起動時に、機外から前記延設回転軸に対して回転力が付与可能に構成されていることを特徴とする発電設備。
【請求項２】
前記延設回転軸に対して付与された回転力は、磁気カップリングを介して、前記補機および／または前記発電機に付与可能に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の発電設備。
【請求項３】
前記補機は、前記凝縮器に冷熱供給用として冷却媒体を流すための冷却媒体ポンプおよび前記蒸発器に熱源供給用として加熱媒体を流すための加熱媒体ポンプであることを特徴とする、請求項１に記載の発電設備。
【請求項４】
前記補機へ付与された回転力は、磁気カップリングを介して他の補機へ付与可能に構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の発電設備。
【請求項５】
前記回転力は、エンジンから供給されることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発電設備。
【請求項６】
前記回転力は、自動車に搭載されたエンジンからの回転力を取り出すＰＴＯ軸から供給されることを特徴とする、請求項５に記載の発電設備。
【請求項７】
前記補機はモーター駆動可能に構成され、
バッテリーから前記モーターへ電力を供給可能に構成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発電設備。
【請求項８】
作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器とを備え、前記回転駆動力を用いて発電機を駆動する発電設備における起動方法であって、
前記発電設備は回転機械で構成される補機を備え、
補機のハウジング外部へ延設された補機の延設回転軸および／または前記発電機のハウジング外部へ延設された発電機の延設回転軸を備え、
前記発電設備の起動時に、機外から前記延設回転軸に対して回転力を付与することを特徴とする発電設備の起動方法。
【請求項１】
作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器とを備え、前記回転駆動力を用いて発電機を駆動する発電設備であって、
前記発電設備は回転機械で構成される補機を備え、
補機のハウジング外部へ延設された補機の延設回転軸および／または前記発電機のハウジング外部へ延設された発電機の延設回転軸を備え、
前記発電設備の起動時に、機外から前記延設回転軸に対して回転力が付与可能に構成されていることを特徴とする発電設備。
【請求項２】
前記延設回転軸に対して付与された回転力は、磁気カップリングを介して、前記補機および／または前記発電機に付与可能に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の発電設備。
【請求項３】
前記補機は、前記凝縮器に冷熱供給用として冷却媒体を流すための冷却媒体ポンプおよび前記蒸発器に熱源供給用として加熱媒体を流すための加熱媒体ポンプであることを特徴とする、請求項１に記載の発電設備。
【請求項４】
前記補機へ付与された回転力は、磁気カップリングを介して他の補機へ付与可能に構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の発電設備。
【請求項５】
前記回転力は、エンジンから供給されることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発電設備。
【請求項６】
前記回転力は、自動車に搭載されたエンジンからの回転力を取り出すＰＴＯ軸から供給されることを特徴とする、請求項５に記載の発電設備。
【請求項７】
前記補機はモーター駆動可能に構成され、
バッテリーから前記モーターへ電力を供給可能に構成されていることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発電設備。
【請求項８】
作動媒体を蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の蒸気を膨張させて回転駆動力を発生する膨張機と、前記膨張機で膨張した作動媒体の蒸気を液体に凝縮する凝縮器とを備え、前記回転駆動力を用いて発電機を駆動する発電設備における起動方法であって、
前記発電設備は回転機械で構成される補機を備え、
補機のハウジング外部へ延設された補機の延設回転軸および／または前記発電機のハウジング外部へ延設された発電機の延設回転軸を備え、
前記発電設備の起動時に、機外から前記延設回転軸に対して回転力を付与することを特徴とする発電設備の起動方法。
【図７】
【図８】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７２３７６（Ｐ２０１３−７２３７６Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１２６０８（Ｐ２０１１−２１２６０８）
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２８日（２０１１．９．２８）
【出願人】（０００００１１９９）株式会社神戸製鋼所 (5,860)
【Ｆターム（参考）】
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