旋轉機驅動系統的制作方法

旋轉機驅動系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種旋轉機驅動系統。旋轉機驅動系統具備：第1熱源熱交換器，接納第1加熱介質，使液態的動作介質氣化；第1膨脹機，連接在旋轉軸上，通過由第1熱源熱交換器氣化的動作介質膨脹，使旋轉軸旋轉；旋轉機，具有設在旋轉軸上的轉子部；第2熱源熱交換器，接納第2加熱介質，使液態的動作介質氣化；第2膨脹機，連接在旋轉軸上，通過第2加熱介質膨脹，使旋轉軸旋轉；冷凝器，使在第1膨脹機中使用過的動作介質及在第2膨脹機中使用過的動作介質冷凝。
【專利說明】旋轉機驅動系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及旋轉機驅動系統。
【背景技術】
[0002]以往，已知有例如如在日本.特開2004 - 339965號中公開那樣將來自工廠等的各種的設備的排熱回收、利用該回收的排熱的能量驅動旋轉機的旋轉機驅動系統。在該公報中公開的旋轉機驅動系統具備動作介質循環的循環回路、和作為旋轉機的發電機。在循環回路中，串聯連接著利用排熱使動作介質蒸發的蒸發器、使由蒸發器蒸發的動作介質膨脹的膨脹機、使由膨脹機膨脹后的動作介質冷凝的冷凝器、和將由冷凝器冷凝后的動作介質向上述蒸發器輸送的泵。發電機通過動作介質在膨脹機內膨脹而被驅動。除此以外，還表示了利用100~150°C的排溫水等比較低溫度的熱源生成高壓蒸汽。
[0003]可是，在存在作為加熱介質能夠利用的多個熱源的情況下，在上述先行技術中，需要設置與多個熱源對應的多個旋轉機驅動系統。結果，包括旋轉機驅動系統的發電設備整體大型化。此外，費用也增大。
[0004]進而，在上述先行技術中，由于為在使動作介質蒸發的蒸發器中利用排熱的結構，所以蒸發器中的蒸汽發生量依存于從外部導入的排溫水量。因此，如果導入的排溫水量(排熱量)變動，則連結在膨脹機的驅動軸上的發電機(旋轉機)的驅動量也受其影響。

【發明內容】

[0005]所以，本發明是鑒于上述以往技術而做出的，其目的在于使旋轉機驅動系統小型化并降低成本。進而在于在熱量輸入量變動的情況下也抑制旋轉機的驅動量的變動。
[0006]用來達到上述目的·，本發明是一種旋轉機驅動系統，具備--第I熱源熱交換器，接納第I加熱介質，使液態的動作介質氣化；第I膨脹機，連接在旋轉軸上，通過由上述第I熱源熱交換器氣化的動作介質膨脹，使上述旋轉軸旋轉；旋轉機，具有設在上述旋轉軸上的轉子部；第2熱源熱交換器，接納第2加熱介質，使液態的動作介質氣化；第2膨脹機，連接在上述旋轉軸上，通過上述第2加熱介質膨脹，使上述旋轉軸旋轉；冷凝器系統，使在上述第I膨脹機中使用過的動作介質及在上述第2膨脹機中使用過的動作介質冷凝。
[0007]在本發明中，在第I熱源熱交換器中動作介質被第I加熱介質加熱而氣化，由該第I熱源熱交換器氣化后的動作介質通過第I膨脹機膨脹，使旋轉軸旋轉。另一方面，在第2熱源熱交換器中動作介質被第2加熱介質加熱而氣化，由該第2熱源熱交換器氣化后的動作介質通過第2膨脹機膨脹，使旋轉軸旋轉。這樣，通過在使旋轉機的轉子部旋轉的旋轉軸上分別連接第I膨脹機和第2膨脹機，能夠利用多個加熱介質的熱能而驅動旋轉機。結果，能夠使旋轉機驅動系統小型化并降低費用。此外，由于在使旋轉機的轉子部旋轉的旋轉軸上分別連接著第I膨脹機和第2膨脹機，所以即使由第I加熱介質帶來的向動作介質的熱量輸入量變動，也通過由第2加熱介質帶來的向動作介質的熱量輸入量驅動旋轉機，所以也能夠抑制旋轉機受到由第I加熱介質帶來的向動作介質的熱量輸入量的變動的影響而驅動量變動。在由第2加熱介質帶來的向動作介質的熱量輸入量變動的情況下，也能夠抑制通過由第I加熱介質帶來的向動作介質的熱量輸入而驅動量變動。
[0008]在上述旋轉機驅動系統中，也可以設有流量調整部，所述流量調整部調整向上述第I熱源熱交換器流入的上述動作介質的流量、和向上述第2熱源熱交換器流入的上述動作介質的流量。
[0009]這里，也可以是向上述第I熱源熱交換器流入的上述第I加熱介質的熱量比向上述第2熱源熱交換器流入的上述第2加熱介質的熱量大。在此情況下，上述流量調整部調整動作介質的流量，以使向上述第I熱源熱交換器流入的上述動作介質的流量比向上述第2熱源熱交換器流入的上述動作介質的流量多。
[0010]上述冷凝器系統也可以由冷凝器構成，所述冷凝器除了在上述第I膨脹機中使用過的動作介質以外，使在上述第2膨脹機中使用過的動作介質也冷凝。在該形態中，由于冷凝器為最小數量，所以能夠使作為旋轉機驅動系統的結構簡單化。
[0011]此外，上述冷凝器系統也可以具備使在上述第I膨脹機中使用過的動作介質冷凝的第I冷凝器、和使在上述第2膨脹機中使用過的動作介質冷凝的第2冷凝器。在該形態中，能夠將第I冷凝器及第2冷凝器分別根據向第I熱源熱交換器的熱量輸入量及向第2熱源熱交換器的熱量輸入量而單獨設計。因此，能夠實現作為旋轉機驅動系統的最優化。
[0012]如以上說明，根據本發明，除了能夠使旋轉機驅動系統小型化以外，在熱量輸入量變動的情況下也能夠抑制旋轉機的驅動量的變動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是概略地表示有關本發明的第I實施方式的旋轉機驅動系統的結構的圖。
[0014]圖2是概略地表示有關本發明的第2實施方式的旋轉機驅動系統的結構的圖。
[0015]圖3是概略地表示有關本發明的第3實施方式的旋轉機驅動系統的一部分的圖。
[0016]圖4是概略地表示有關本發明的第4實施方式的旋轉機驅動系統的一部分的圖。
[0017]圖5是用來說明設在上述旋轉機驅動系統中的磁耦合器的圖。
[0018]圖6是概略地表不有關本發明的第5實施方式的旋轉機驅動系統的一部分的圖。
[0019]圖7是概略地表不有關本發明的第6實施方式的旋轉機驅動系統的一部分的圖。
【具體實施方式】
[0020]以下，一邊參照附圖一邊對用來實施本發明的形態詳細地說明。
[0021](第I實施方式)
圖1表示第I實施方式的旋轉機驅動系統的結構。具體而言，該旋轉機驅動系統具備作為動作介質循環的二元循環機構的循環回路10、作為旋轉機的發電機20、和進行各種控制的控制部50。另外，沸點比水低的動作介質(例如，HFC245fa)在循環回路10內循環。
[0022]在循環回路10中，連接著使動作介質氣化的第I熱源熱交換器11、使動作介質氣化的第2熱源熱交換器12、使處于氣體狀態的動作介質膨脹的第I膨脹機13、使處于氣體狀態的動作介質膨脹的第2膨脹機14、使由第I膨脹機13及第2膨脹機14膨脹后的動作介質冷凝的冷凝器系統16、和將由冷凝器系統16冷凝后的動作介質向第I熱源熱交換器11輸送的泵系統18。[0023]在第I實施方式中，冷凝器系統16由I個冷凝器22構成，泵系統18為具備第I泵18a和第2泵18b的結構。
[0024]更具體地講，在循環回路10中，包括第I回路10a、和連接在該第I回路IOa上的第2回路10b。在第I回路IOa中，設有第I熱源熱交換器11、第I膨脹機13、構成冷凝器系統16的冷凝器22、和構成泵系統18的第I泵18a及第2泵18b。在第2回路IOb中，設有第2熱源熱交換器12和第2膨脹機14。第2回路IOb的一端連接在第I回路IOa中的第I膨脹機13與冷凝器22之間。第2回路IOb的另一端連接在第I回路IOa中的第I泵18a與第2泵18b之間。
[0025]第I熱源熱交換器11通過第I加熱介質的熱使液態的動作介質氣化。第I熱源熱交換器11具有動作介質在其中流動的動作介質流路11a、和第I加熱介質在其中流動的加熱介質流路lib。加熱介質流路Ilb連接在第I加熱介質回路30上,第I加熱介質在該加熱介質流路Ilb中流動。在動作介質流路Ila中流動的動作介質與在加熱介質流路Ilb中流動的第I加熱介質熱交換而蒸發。
[0026]作為從第I加熱介質回路30供給的第I加熱介質，例如除了從坑井(蒸汽井)采取的蒸汽、從工廠等排出的蒸汽以外，還可以舉出通過以太陽能為熱源的集熱器生成的蒸汽、從發動機、壓縮機等的排熱生成的蒸汽、從以生物物質或化石燃料為熱源的鍋爐生成的蒸汽等。向第I熱源熱交換器11導入的第I加熱介質例如是105°c?250°C。
[0027]第I膨脹機13設在循環回路10中的第I熱源熱交換器11的下游側，通過使由第I熱源熱交換器11蒸發的動作介質膨脹，從該動作介質將能量取出。在本實施方式中，作為第I膨脹機13而使用螺旋膨脹機。在螺旋膨脹機中，在形成在第I膨脹機13的殼體13a內的轉子室(未圖示)中收容有陰陽一對螺旋轉子13b。在該螺旋膨脹機中，通過從形成在殼體13a上的吸氣口供給到上述轉子室中的動作介質的膨脹力，螺旋轉子13b旋轉。然后，通過在上述轉子室內膨脹而壓力下降后的動作介質被從形成在殼體13a上的排出口排出。螺旋轉子13b連接在旋轉軸23上。S卩，在第I膨脹機13的螺旋轉子13b中的一方上連接著旋轉軸23。如果通過動作介質在第I膨脹機13內膨脹而驅動螺旋轉子13b，則旋轉軸23旋轉。另外，第I膨脹機13并不限定于螺旋膨脹機，也可以由渦輪型的膨脹機等其他膨脹機構成。
[0028]第2熱源熱交換器12通過第2加熱介質的熱使液態的動作介質氣化。第2熱源熱交換器12具有動作介質在其中流動的動作介質流路12a、和第2加熱介質在其中流動的加熱介質流路12b。加熱介質流路12b連接在第2加熱介質回路35上,第2加熱介質在該加熱介質流路12b中流動。在動作介質流路12a中流動的動作介質與在加熱介質流路12b中流動的第2加熱介質熱交換而蒸發。
[0029]作為從第2加熱介質回路35供給的第2加熱介質，例如可以舉出溫水等。向第2熱源熱交換器12導入的第2加熱介質例如是80°C?100°C。即，第2加熱介質的溫度比第I加熱介質的溫度低。另外，第2加熱介質也可以是與第I加熱介質相同溫度帯的例如水蒸汽等蒸汽。此外，第2加熱介質也可以是比第I加熱介質高溫的熱介質。例如，也可以第2加熱介質是蒸汽，第I加熱介質是溫水。
[0030]第2膨脹機14設在循環回路10的第2回路IOb中的第2熱源熱交換器12的下游側，通過使由第2熱源熱交換器12蒸發的動作介質膨脹，從該動作介質取出能量。[0031]在本實施方式中，作為第2膨脹機14而使用螺旋膨脹機。在螺旋膨脹機中，在形成于第2膨脹機14的殼體14a內的轉子室(未圖示)中收容有陰陽一對螺旋轉子14b。在該螺旋膨脹機中，通過從形成在殼體14a上的吸氣口供給到上述轉子室中的動作介質的膨脹力，螺旋轉子14b旋轉。然后，通過在上述轉子室內膨脹而壓力下降后的動作介質被從形成在殼體14a上的排出口排出。螺旋轉子14b連接在上述旋轉軸23上。S卩，在第2膨脹機14的螺旋轉子14b中的一方上連接著旋轉軸23。如果通過動作介質在第2膨脹機14內膨脹而驅動螺旋轉子14b，則旋轉軸23旋轉。另外，第2膨脹機14并不限定于螺旋膨脹機，也可以由渦輪型的膨脹機等其他膨脹機構成。
[0032]冷凝器系統16使從第I膨脹機13及第2膨脹機14排出的氣態的動作介質冷凝而成為液態的動作介質。如上述那樣，在第I實施方式中，冷凝器系統16由I個冷凝器22構成。
[0033]冷凝器22具有氣態的動作介質在其中流動的動作介質流路22a、和冷卻介質在其中流動的冷卻介質流路22b。在第I膨脹機13中通過被用于驅動轉子13b而膨脹的動作介質、和在第2膨脹機14中通過被用于驅動轉子14b而膨脹的動作介質流入到動作介質流路22a 中。
[0034]冷卻介質流路22b連接在冷卻介質回路40上，在該冷卻介質回路40中，從外部供給的冷卻介質流動。作為冷卻介質，例如可以舉出用冷卻塔冷卻的冷卻水。在動作介質流路22a中流動的動作介質通過與在冷卻介質流路22b中流動的冷卻介質熱交換而冷凝。
[0035]泵系統18用來在循環回路10內使動作介質循環，設在第I回路IOa的冷凝器22的下游側(第I熱源熱交換器11與冷凝器22之間)。如上述那樣，泵系統18具備第I泵18a和第2泵18b。第I泵18a相對于第2泵18b配置在下游側。因而，第2泵18b將由冷凝器22冷凝后的液態的動作介質吸引，將該動作介質加壓而送出。第I泵18a將從第2泵18b吐出的動作介質的一部分吸引。然后，第I泵18a將吸引的動作介質加壓到規定的壓力并送出。將從第I泵18a吐出的液態的動作介質向第I熱源熱交換器11導入。從第2泵18b吐出的動作介質的剩余部向第2回路IOb流入，被向第2熱源熱交換器12導入。另外，第2泵18b也可以設在第2回路IOb中。
[0036]作為第I泵18a及第2泵18b，使用作為轉子而具備葉輪的離心泵、或轉子由一對齒輪構成的齒輪泵等。這些泵18a、18b能夠以任意的轉速驅動。
[0037]發電機20具有轉子部20a，該轉子部20a設在將第I膨脹機的螺旋轉子13b中的一方與第2膨脹機14的螺旋轉子14b中的一方連接的上述旋轉軸23的中間部。如果通過動作介質在第I膨脹機13內膨脹而驅動螺旋轉子13b，則旋轉軸23旋轉，此外，如果通過動作介質在第2膨脹機14內膨脹而驅動螺旋轉子14b，則旋轉軸23旋轉。隨之，轉子部20a旋轉。通過轉子部20a隨著旋轉軸23的旋轉而旋轉，發電機20產生電力。在本實施方式中，作為發電機20，使用IPM發電機(永久磁鐵同步發電機)。發電機20能夠通過圖略的變換器進行轉速調整。控制部50向圖略的變換器輸出轉速調整信號，以便調整發電機20的轉速，以使發電機20的發電效率盡可能變高。另外，發電機20并不限定于IPM發電機，也可以是例如感應發電機等其他類型的發電機。
[0038]在第I回路IOa中設有第I旁通通路25。在第I旁通通路25中設有由開閉閥構成的旁通閥25a，第I旁通通路25通過將旁通閥25a開放，動作介質在第I回路IOa中繞過第I膨脹機13而流動。第I旁通通路25的一端部連接在第I回路IOa中的第I熱源熱交換器11與第I膨脹機13之間的配管上，第I旁通通路25的另一端部連接在第I回路IOa中的第I膨脹機13與冷凝器22之間的配管上。
[0039]在第2回路IOb中設有第2旁通通路27。在第2旁通通路27中設有由開閉閥構成的旁通閥27a，第2旁通通路27通過將旁通閥27a開放，動作介質在第2回路IOb中繞過第2膨脹機14而流動。第2旁通通路27的一端部連接在第2回路IOb中的第2熱源熱交換器12與第2膨脹機14之間的配管上，第2旁通通路27的另一端部連接在第2回路IOb中的第2膨脹機14與冷凝器22側的端部之間的配管上。
[0040]在第I回路IOa中，設有第I入側壓力傳感器Psl和第I背壓傳感器Pdl。第I入側壓力傳感器Psl設在構成第I回路IOa的配管中的第I熱源熱交換器11與第I膨脹機13之間的配管上。第I背壓傳感器Pdl設在構成第I回路IOa的配管中的第I膨脹機13與冷凝器22之間的配管上。
[0041]在第2回路IOb中，設有第2入側壓力傳感器Ps2和第I背壓傳感器Pd2。第2入側壓力傳感器Ps2設在構成第2回路IOb的配管中的第2熱源熱交換器12與第2膨脹機14之間的配管上。第I背壓傳感器Pd2設在構成第2回路IOb的配管中的第2膨脹機14與冷凝器22側的端部之間的配管上。
[0042]控制部50具備ROM、RAM、CPU等，通過執行存儲在ROM中的程序而發揮規定的功能。在該控制部50的功能中，包括泵控制部51和開閉控制部52。
[0043]泵控制部51進行第I泵18a及第2泵18b的轉速控制。第I泵18a及第2泵18b為受圖略的變換器轉速控制的結構，所以泵控制部51通過向變換器發送控制信號來進行第I泵18a及第2泵18b的轉速控制。
[0044]在本實施方式中，向第I熱源熱交換器11流入的第I加熱介質的溫度比向第2熱源熱交換器12流入的第2加熱介質的溫度高，向第I熱源熱交換器流入的第I加熱介質的熱量比向第2熱源熱交換器流入的上述第2加熱介質的熱量大。因此，泵控制部51在通常運轉時調整第I泵18a及第2泵18b的轉速，以使與第2熱源熱交換器12相比更多的動作介質流到第I熱源熱交換器11中。即，泵控制部51被作為調整動作介質的流量以使向第I熱源熱交換器11流入的動作介質的流量比向第2熱源熱交換器12流入的動作介質的流量多的流量調整部例示。所謂通常運轉，是指在第I熱源熱交換器11及第2熱源熱交換器12的哪個中、都以動作介質充分蒸發的程度導入了第I加熱介質及第2加熱介質時的運轉。
[0045]另外，并不限定于將兩泵18a、18b的轉速分別調整的結構。例如也可以做成將兩泵18a、18b的轉速以相同的轉速驅動的結構。
[0046]開閉控制部52當第I膨脹機13被動作介質驅動、而第2膨脹機14為沒有被驅動的狀態或接近于沒有被驅動的狀態的狀態時，進行將第2旁通通路27的旁通閥27a開放的控制。另一方面，開閉控制部52當第2膨脹機14被動作介質驅動、而第I膨脹機13為沒有被驅動的狀態或接近于沒有被驅動的狀態的狀態時，進行將第I旁通通路25的旁通閥25a開放的控制。通過將旁通閥25a、27a開放，成為能夠使螺旋轉子14b、13b空轉的狀態。由此，通過將液態的動作介質向一方的膨脹機14、13導入，防止另一方的膨脹機13、14的驅動負荷增大。
[0047]開閉控制部52如果接收到泵系統18的起動指令，則進行將旁通閥25a、27a開放的控制，然后，如果根據第I入側壓力傳感器Psi的檢測值和第I背壓傳感器Pdi的檢測值得到的壓力差達到預先設定的閾值，則進行將第I旁通通路25的旁通閥25a關閉的控制，如果根據第2入側壓力傳感器Ps2的檢測值和第I背壓傳感器Pd2的檢測值得到的壓力差達到預先設定的閾值，則進行將第2旁通通路27的旁通閥27a關閉的控制。該壓力差的閾值設定為能夠判斷出能夠由熱源熱交換器11、12使動作介質充分蒸發、將膨脹機13、14驅動的狀態那樣的壓力。
[0048]另外，旁通閥25a、27a的開閉控制并不限定于此。例如也可以是，將背壓傳感器PdU Pd2省略，開閉控制部52如果接收到泵系統18的起動指令，則進行將旁通閥25a、27a開放的控制，然后，如果第I入側壓力傳感器Psl的檢測值達到預先設定的閾值，則將旁通閥25a關閉，如果第2入側壓力傳感器Ps2的檢測值達到預先設定的閾值，則進行將旁通閥27a關閉的控制。此外，也可以是，將入側壓力傳感器Psl、Ps2及背壓傳感器Pdl、Pd2省略，在接收到泵系統的起動指令后，如果經過預先設定的規定的時間，則進行將旁通閥25a、27a關閉的控制。
[0049]如以上說明，在本實施方式中，在第I熱源熱交換器11中將動作介質通過第I加熱介質加熱而氣化，由該第I熱源熱交換器11氣化后的動作介質通過第I膨脹機13膨脹，使旋轉軸23旋轉。另一方面，在第2熱源熱交換器12中將動作介質通過第2加熱介質加熱而氣化，由該第2熱源熱交換器12氣化后的動作介質通過第2膨脹機14膨脹，使旋轉軸23旋轉。這樣，通過在使發電機20的轉子部20a旋轉的旋轉軸23上分別連接第I膨脹機13和第2膨脹機14，能夠僅在I個發電機20中利用多個加熱介質的熱能。結果，能夠使旋轉機驅動系統小型化并降低費用。
[0050]此外，由于在使發電機20的轉子部20a旋轉的旋轉軸23上分別連接著第I膨脹機13和第2膨脹機14，所以即使由第I加熱介質帶來的向動作介質的熱量輸入量變動，也通過由第2加熱介質帶來的向動作介質的熱量輸入量驅動發電機20，所以也能夠抑制發電機20受到其影響而驅動量變動。或者，即使由第2加熱介質帶來的向動作介質的熱量輸入量變動，也通過由第I加熱介質帶來的向動作介質的熱量輸入量驅動發電機20，所以也能夠抑制發電機20受到其影響而驅動量變動。
[0051]此外，在第I實施方式中，泵控制部51調整動作介質的流量，以使向第I熱源熱交換器11流入的動作介質的流量比向第2熱源熱交換器12流入的動作介質的流量多。因此，更多的動作介質流到來自加熱介質的熱量輸入量更大的第I熱源熱交換器11中。因而，能夠更有效率地驅動發電機20。
[0052]此外，在第I實施方式中，冷凝器系統16由I個冷凝器22構成，除了在第I膨脹機13中使用過的動作介質以外，使在第2膨脹機14中使用過的動作介質也冷凝。因而，冷凝器22成為最小數量，所以能夠使作為旋轉機驅動系統的結構簡單化。
[0053](第2實施方式)
圖2表示本發明的第2實施方式。另外，這里對與第I實施方式相同的構成元件賦予相同的附圖標記，省略其詳細的說明。
[0054]在第I實施方式旋轉機驅動系統中，構成第2回路IOb的配管連接在構成第I回路IOa的配管上，在循環回路10內，動作介質在第I回路IOa及第2回路IOb間分流及合流。相對于此，在第2實施方式中，構成第2回路IOb的配管沒有連接在構成第I回路IOa的配管上，第I回路IOa及第2回路IOb分別構成為獨立的閉回路。在第I回路IOa中循環的動作介質和在第2回路IOb中循環的動作介質既可以是相同的動作介質，也可以是不同的動作介質。
[0055]第2實施方式的冷凝器系統16具備設在第I回路IOa中的第I冷凝器43、和設在第2回路IOb中的第2冷凝器44。在第I回路IOa中，設有第I熱源熱交換器11、第I膨脹機13、第I冷凝器43和第I泵18a，在第2回路IOb中，設有第2熱源熱交換器12、第2膨脹機14、第2冷凝器44和第2泵18b。
[0056]第I冷凝器43具有動作介質在其中流動的動作介質流路43a、和冷卻介質在其中流動的冷卻介質流路43b。在第I膨脹機13中通過被用于驅動轉子13b而膨脹的動作介質流入到第I冷凝器43的動作介質流路43a中。
[0057]冷卻介質流路43b連接在冷卻介質回路40上，從外部供給的冷卻介質流到該冷卻介質回路40中。作為冷卻介質，例如可以舉出由冷卻塔冷卻后的冷卻水。在動作介質流路43a中流動的動作介質通過與在冷卻介質流路43b中流動的冷卻介質熱交換而冷凝。
[0058]第2冷凝器44具有動作介質在其中流動的動作介質流路44a、和冷卻介質在其中流動的冷卻介質流路44b。在第2膨脹機14中通過被用于驅動轉子14b而膨脹的動作介質流入到第2冷凝器44的動作介質流路44a中。
[0059]冷卻介質流路44b連接在冷卻介質回路40上，從外部供給的冷卻介質流到該冷卻介質回路40中。在動作介質流路44a中流動的動作介質通過與在冷卻介質流路44b中流動的冷卻介質熱交換而冷凝。另外，第2冷凝器44的冷卻介質流路44b也可以連接在與連接在第I冷凝器43的冷卻介質流路43b上的冷卻介質回路40不同的冷卻介質回路上。
[0060]在第I實施方式中，根據來自第I泵18a的動作介質的吐出流量與來自第2泵18b的動作介質的吐出流量的差，決定向第I熱源熱交換器11及第2熱源熱交換器12的各自的流入量。相對于此，在第2實施方式中，根據來自第I泵18a的動作介質的吐出流量決定向第I熱源熱交換器11的動作介質的流入量，根據來自第2泵18b的動作介質的吐出流量決定向第2熱源熱交換器12的動作介質的流入量。
[0061]泵控制部51在通常運轉時調整第I泵18a及第2泵18b的轉速，以使與第2熱源熱交換器12相比更多的動作介質流到第I熱源熱交換器11中。另外，也可以代替調整轉速的結構，而選定第I泵18a及第2泵18b，以使第I泵18a的額定吐出量比第2泵18b的額定吐出量多。
[0062]開閉控制部52的控制動作與第I實施方式的開閉控制部52的控制動作相同。
[0063]在本實施方式中，可以將第I冷凝器43及第2冷凝器44分別根據向第I熱源熱交換器11的熱量輸入量及向第2熱源熱交換器12的熱量輸入量而分別設計。因此，能夠實現作為旋轉機驅動系統的最優化。
[0064]另外，在第I實施方式及第2實施方式中，也可以將第I旁通通路25、第2旁通通路27及開閉控制部52省略。其他結構、作用及效果省略其說明，但與上述第I實施方式是同樣的。
[0065](第3實施方式)
圖3僅表示有關本發明的第3實施方式的旋轉機驅動系統的一部分。另外，這里對與第I實施方式相同的構成元件賦予相同的附圖標記，省略其詳細的說明。[0066]在第I實施方式中，旋轉軸23由I根軸部件構成。相對于此，在該第3實施方式中，旋轉軸23為被分割為第I軸部23a和第2軸部23b、并且具有將這些第I軸部23a及第2軸部23b以傳遞驅動力的方式結合的結合部23c的結構。
[0067]結合部23c由在第I軸部23a與第2軸部23b之間變換轉速的增減速機構61構成。增減速機構61具有連接在第I軸部23a上的第I齒輪6la、和連接在第2軸部23b上并嚙合在第I齒輪61a上的第2齒輪61b。在圖例中，為第I齒輪61a的齒數比第2齒輪61b的齒數多的結構，但可以替代地采用其相反的結構。此外，在圖例中，為在第I軸部23a上設置發電機20的結構，但可以替代地采用在第2軸部23b上設置發電機20的結構。
[0068]第I軸部23a在一端部連接在第I膨脹機13上。在第I軸部23a的另一端部上結合著第I齒輪61a。第2軸部23b在一端部連接在第2膨脹機14上。在第2軸部23b的另一端部上結合著第2齒輪61b。
[0069]在第3實施方式中，在第I膨脹機13的轉速與第2膨脹機14的轉速不同的情況下，能夠容易地應對。即，在第I膨脹機13及第2膨脹機14由相互不同的形式的膨脹機構成那樣的情況下，在額定轉速不同的情況下，通過在第I軸部23a與第2軸部23b之間設置增減速機構61，能夠容易地對應于兩者的轉速差。
[0070]另外，在第3實施方式中，也與第2實施方式同樣，也可以做成第I回路IOa和第2回路IOb構成為獨立的閉回路、冷凝器系統16具備第I冷凝器43和第2冷凝器44的結構。此外，第I旁通通路25、第2旁通通路27及開閉控制部52也可以省略。其他結構、作用及效果省略其說明，但與上述第I實施方式是同樣的。
[0071](第4實施方式)
圖4僅表示有關本發明的第4實施方式的旋轉機驅動系統的一部分。另外，這里對與第3實施方式相同的構成元件賦予相同的附圖標記，省略其詳細的說明。
[0072]在第3實施方式中，結合部23c由增減速機構61構成。相對于此，在第4實施方式中，結合部23c由將第I軸部23a與第2軸部23b磁結合的磁稱合器65構成。
[0073]也如圖5所不,磁稱合器65具有設在第I軸部23a的另一端部上的外筒體65a、和設在第2軸部23b的另一端部上的內插體65b。外筒體65a形成為朝向第2軸部23b側開口的有底筒狀，由非磁性體構成。在外筒體65a中，在其形成為圓筒狀的部分上，設有以相互對置的方式在周向上離開配置的多個驅動側磁鐵65c (參照圖5)。
[0074]外筒體65a與螺旋轉子13b —起收容在作為密閉體的殼體13a內。因而，第I軸部23a也收容在殼體13a的內部。第I軸部23a在殼體13a內受圖略的軸承旋轉自如地支承。通過該殼體13a，殼體13a的內部被從殼體13a外部氣密地隔離。在殼體13a內部，還封入有在循環回路10中使用的動作介質。
[0075]內插體65b形成為圓柱狀并插入在外筒體65a的內側。內插體65b與外筒體65a同樣由非磁性體構成。在內插體65b的外周面(向外筒體65a的內側插入的部分的外周面)上安裝著與驅動側磁鐵65c對應的數量的從動側磁鐵65d(參照圖5)。這些驅動側磁鐵65c和從動側磁鐵65d使相互不同的磁極面對而配置，在兩磁鐵65c、65d之間，透過隔壁(構成殼體13a的壁部的一部分)13c而引起磁引力，能夠將第I軸部23a的旋轉驅動力向第2軸部23b傳遞。
[0076]在第4實施方式中，由于收容在殼體13a內的第I軸部23a在殼體13a內受軸承軸支承，所以能夠防止潤滑油、動作介質等流體經過該軸承泄漏到外部，并且能夠通過磁耦合器65將第I軸部22a與第2軸部23b驅動連結。
[0077]另外，在第4實施方式中，沒有做成第2軸部23b及內插體65b收容在密閉體內的結構,但也可以替代地做成將第2軸部23b及內插體65b也收容在密閉體內的結構。
[0078]此外,在第4實施方式中，做成了磁稱合器65的外筒體65a為驅動側、內插體65b為從動側的結構，但也可以替代地做成內插體65b為驅動側、外筒體65a為從動側的結構。
[0079]此外，在第4實施方式中，也與第2實施方式同樣，也可以做成第I回路IOa和第2回路IOb構成為獨立的閉回路、冷凝器系統16具備第I冷凝器43和第2冷凝器44的結構。此外，第I旁通通路25、第2旁通通路27及開閉控制部52也可以省略。
[0080]其他結構、作用及效果省略其說明，但與上述第2實施方式是同樣的。
[0081](第5實施方式)
圖6僅表不有關本發明的第5實施方式的旋轉機驅動系統的一部分。另外，這里對與第I實施方式相同的構成元件賦予相同的附圖標記，省略其詳細的說明。
[0082]在第5實施方式中，對于旋轉軸23的軸承70，作為潤滑劑而供給在冷凝器22中使用過的水。即，在冷卻介質回路40中，冷凝器22的下游側的流路連接在旋轉軸23的軸承70上。因而，在冷凝器22的冷卻介質流路22b中在動作介質的冷卻中使用過的冷卻介質也被作為軸承70的潤滑劑利用。在圖例中，表示了向配置在第2膨脹機14內的軸承70導入冷卻介質的結構，但軸承70也可以不配置在第2膨脹機14內。
[0083]在第5實施方式中，不需要使用潤滑油，在將潤滑劑(水)丟棄時也不花費工夫。
[0084]另外，在第5實施方式中，也與第2實施方式同樣，也可以做成第I回路IOa和第2回路IOb構成為獨立的閉回路、冷凝器系統16具備第I冷凝器43和第2冷凝器44的結構。在此情況下，將在第I冷凝器43及第2冷凝器44的哪個中使用過的冷卻介質向軸承70導入都可以。此外，第I旁通通路25、第2旁通通路27及開閉控制部52也可以省略。
[0085]其他結構、作用及效果省略其說明，但與上述第I實施方式是同樣的。
[0086](第6實施方式)
圖7僅表示有關本發明的第6實施方式的旋轉機驅動系統的一部分。另外，這里對與第I實施方式相同的構成元件賦予相同的附圖標記，省略其詳細的說明。
[0087]在第6實施方式中，在旋轉軸23上連接著馬達200的轉子部。S卩，在第2膨脹機14的螺旋轉子14b中，在連接在與第I膨脹機13相反側(圖7中的右側)的端部上的軸部件、即作為旋轉軸23的一部分的軸部件上，連接著馬達200的轉子部。馬達200是作為旋轉機例示的。馬達200的軸201連接在壓縮機90上，通過馬達200的旋轉而壓縮機90驅動。其他結構與第I實施方式是同樣的。在壓縮機90的驅動時，將第I及第2膨脹機13、14的動力經由旋轉軸23及連接在旋轉軸23上的軸201向壓縮機90傳遞。結果，與僅用馬達200驅動壓縮機90的情況相比能夠降低馬達200的耗電。
[0088]另外，在第6實施方式中，也與第2實施方式同樣，也可以做成第I回路IOa和第2回路IOb構成為獨立的閉回路、冷凝器系統16具備第I冷凝器43和第2冷凝器44的結構。此外，第I旁通通路25、第2旁通通路27及開閉控制部52也可以省略。
[0089]其他結構、作用及效果省略其說明，但與上述第I實施方式是同樣的。
[0090](其他實施方式) 另外，本發明并不限定于上述實施方式，在不脫離其主旨的范圍內能夠進行各種變更、改良等。例如，在各實施方式中，第I熱源熱交換器11及第2熱源熱交換器12也可以做成具有將動作介質加熱到飽和溫度左右而使其蒸發的蒸發部、和使由該蒸發部加熱到飽和溫度左右的動作介質成為過熱狀態的過熱部的結構。在此情況下，蒸發部和過熱部也可以分別地構成，或者也可以一體地構成。在第5實施方式中，也可以利用由第I熱源熱交換器11或第2熱源熱交換器12從蒸汽冷凝的水作為旋轉軸23的軸承70的潤滑劑。在第6實施方式中，也可以在旋轉軸23上設置壓縮機90，將該壓縮機90通過旋轉機驅動系統直接驅動。
【權利要求】
1.一種旋轉機驅動系統，其特征在于，具備: 第I熱源熱交換器，接納第I加熱介質，使液態的動作介質氣化； 第I膨脹機，連接在旋轉軸上，通過由上述第I熱源熱交換器氣化的動作介質膨脹，使上述旋轉軸旋轉； 旋轉機，具有設在上述旋轉軸上的轉子部； 第2熱源熱交換器，接納第2加熱介質，使液態的動作介質氣化； 第2膨脹機，連接在上述旋轉軸上，通過上述第2加熱介質膨脹，使上述旋轉軸旋轉； 冷凝器系統，使在上述第I膨脹機中使用過的動作介質及在上述第2膨脹機中使用過的動作介質冷凝。
2.如權利要求1所述的旋轉機驅動系統，其特征在于， 設有流量調整部，所述流量調整部調整向上述第I熱源熱交換器流入的上述動作介質的流量、和向上述第2熱源熱交換器流入的上述動作介質的流量。
3.如權利要求2所述的旋轉機驅動系統，其特征在于， 向上述第I熱源熱交換器流入的上述第I加熱介質的熱量比向上述第2熱源熱交換器流入的上述第2加熱介質的熱量大； 上述流量調整部調整動作介質的流量，以使向上述第I熱源熱交換器流入的上述動作介質的流量比向上述第2熱源熱交換器流入的上述動作介質的流量多。
4.如權利要求1所述的旋轉機驅動系統，其特征在于， 上述冷凝器系統由冷凝器構成，所述冷凝器除了在上述第I膨脹機中使用過的動作介質以外，使在上述第2膨脹機中使用過的動作介質也冷凝。
5.如權利要求1所述的旋轉機驅動系統，其特征在于， 上述冷凝器系統具備使在上述第I膨脹機中使用過的動作介質冷凝的第I冷凝器、和使在上述第2膨脹機中使用過的動作介質冷凝的第2冷凝器。
【文檔編號】F01K13/00GK103850734SQ201310640925
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月4日 優先權日:2012年12月4日
【發明者】松村昌義, 足立成人, 成川裕 申請人:株式會社神戶制鋼所