发电系统技术方案

在发电系统中，将从发电机产生的热效率良好地放出至外部。本发明专利技术的发电系统(1)使工作介质(T)循环于蒸发器(2)、发电装置(3)以及凝结器(4)的同时进行发电，发电装置(3)具有膨胀机(8)、发电机主机(10)以及壳体(11)，壳体(11)具有：导入部(22)，用于将蒸气从蒸发器(2)导入膨胀机驱动部；隔壁部(12)，用于以隔离状态划分成容纳膨胀机驱动部的第1空间(13)和容纳转子(9)的第2空间(14)；以及流出部(28)，用于将工作介质(T)排出至凝结器(4)，隔壁部(12)具有：蒸气导出部(26)，将第1空间(13)和第2空间(14)连通，并且，将在第1空间(13)膨胀而降温后的蒸气引导至第2空间(14)；以及轴承容纳部(17)，容纳支撑旋转轴(18)的轴承，在蒸气导出部(26)和流出部(28)之间，配备有发电机主机(10)的转子(9)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用从热源回收的热来进行发电的发电系统。
技术介绍
一直以来，作为从如工厂的废热或地热那样不拥有能够旋转蒸气涡轮机程度的热量的低温热源回收热而进行发电的发电系统，进行有二元发电。在该二元发电中，使低沸点的工作介质蒸发，利用该工作介质的蒸气来驱动发电装置，进行发电(参照图4)。在这样的二元发电中，发电装置利用旋转的旋转轴将由涡轮机或螺杆转子构成的 膨胀机和发电机主机互相连结，即使在膨胀机和发电机主机之间设置机械密封等，也非常难以完全地防止工作介质的泄漏。于是，在进行二元发电的发电系统中，有时候采用将发电装置整体以密闭状态容纳于壳体的内部的方式(密闭式)。例如，在专利文献I中，公开了这样的密闭型发电装置在使将定子配置于转子的周围而成的发电机直接连结至膨胀式机关的发电装置中，将从保持前述膨胀式机关的驱动轴的密封部至发电机侧的转子的周围空间密闭，并且，将定子配置于该密闭空间的外周侧，该定子和转子之间隔着构成形成前述密闭空间的隔壁的一部分的壳而相对配置。专利文献I :日本特开平5-98902号公报另外，在专利文献I的发电系统中，由于容纳发电装置的壳体的密闭性提高，因而几乎不担心工作介质向大气中泄漏。另一方面，存在发电装置所产生的热也变得难以从壳体放出从而发电装置的工作温度也变高的倾向。尤其是，在发电装置的发电机主机中，使用如钕磁体或钐钴磁体那样如果温度上升则退磁的永磁体，如果发电装置的工作温度变高，则发电效率有大幅下降之虞。另外，如果由于这样的工作温度的上升而导致永磁体的温度超过一定的水平，则构成该永磁体的小磁体方向性变差，分别引起任意的运动。该温度称为居里点。如果将磁体加热至居里点以上再返回至室温，则完全丧失磁力，不能达成既定的发电效率，必需更换发电装置本身。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于，提供具备能够可靠地抑制工作介质向大气中泄漏并同时不会因蓄积于内部的热而导致故障或发电效率下降的发电装置的发电系统。为了达成前述目的，本专利技术采取下面的技术方案。即，本专利技术的发电系统，其特征在于，具备蒸发器，由热源使液状的工作介质蒸发而生成蒸气；发电装置，利用在所述蒸发器生成的蒸气来进行发电；以及凝结器，使在所述发电装置中用于发电后的蒸气凝结，生成供给至所述蒸发器的液状的工作介质，使所述工作介质从蒸发器经由发电装置及凝结器而返回至蒸发器的同时用发电装置进行发电，所述发电装置具有膨胀机，具有在伴随所述蒸气的膨胀的同时由该蒸气驱动旋转轴的膨胀机驱动部；发电机主机，具有经由旋转轴而连结至所述膨胀机驱动部并伴随该旋转轴的旋转而旋转的转子；以及壳体，容纳所述膨胀机驱动部及转子，所述壳体具有导入部，用于将蒸气从所述蒸发器导入膨胀机驱动部；隔壁部，用于以隔离状态划分成容纳所述膨胀机驱动部的第I空间和容纳所述转子的第2空间；以及流出部，用于将所述工作介质排出至凝结器，所述隔壁部具有蒸气导出部，将所述第I空间和第2空间连通，并且，将在所述第I空间膨胀而降温后的蒸气引导至所述第2空间；以及轴承容纳部，容纳有支撑所述旋转轴的轴承，在所述蒸气导出部和流出部之间，配备有所述发电机主机的转子。此外，优选，所述膨胀机驱动部和转子经由沿着水平方向配备的旋转轴而连结，所述流出部形成在所述壳体的位于所述旋转轴的轴心的延长线上的壁面。另外，优选，所述流出部以开口于在高度方向上包含所述第2空间的底部的壳体内壁面的位置的方式形成于所述壳体的壁面(下部壁面)。 而且，优选，所述第2空间的底部的壳体内壁面以成为向着所述流出部下降的倾斜面的方式形成。依据本专利技术的发电系统，能够抑制工作介质向大气中泄漏，同时，能够防止由于蓄积于内部的热而导致发电效率下降或破损并同时实现可靠的发电。附图说明图I是示出本专利技术的发电系统的整体构成的配管图。图2是第I实施方式的发电装置的剖面图。图3是第2实施方式的发电装置的剖面图。图4是示出现有的发电系统的整体构成的配管图。图5是示出在由本专利技术的发电系统进行发电时工作介质在热力学上如何进行状态变化的图(莫里尔图)。图6是第3实施方式的发电装置的第2空间的剖面图。附图标记说明I发电系统；2蒸发器；3发电装置；4凝结器；5循环配管；6泵；7螺杆转子(膨胀机驱动部)；8膨胀机；9转子；10发电机主机；11壳体；IIL壳体的左侧壁；I IR壳体的右侧壁；12隔壁部；13第I空间；14第2空间；15连通孔；16轴承部；17轴承容纳部；18旋转轴；19螺杆螺纹；20转子容纳室；21定子；22导入部；23过滤器；24第I导入管；25第2导入管；26蒸气导出部；27定子侧流通部；28流出部；29第2轴承部；T工作介质。具体实施例方式[第I实施方式]以下，基于附图，详细地说明本专利技术涉及的发电系统I的第I实施方式。如图I所示，本专利技术的发电系统I从如工厂的废热或地热那样低温(例如150°C以下)的热源回收热来进行发电。由于这样的低温热源不具有只通过水的热循环就能够发电的程度的热量，因而有必要将例如R245fa等比水沸点低的有机介质(氟利昂等)等用作工作介质T，利用该工作介质T的热循环来进行发电。所以，将如本专利技术的发电系统I那样并用2个热循环来进行发电的情况称为双循环(Binary-Cycle)发电。以后的发电系统I将R245fa(以1，1，1，3，3_五氟丙烷为主体的有机冷却介质)用作工作介质T。第I实施方式的发电系统I具备蒸发器2，由热源使液状的工作介质T蒸发而生成气体状的工作介质T ;发电装置3，利用该蒸发器2所生成的蒸气来进行发电；以及凝结器4，使在发电装置3中用于发电后的蒸气凝结，生成供给至蒸发器2的液状的工作介质T。这些蒸发器2、发电装置3、凝结器4由使工作介质T循环的循环配管5(循环管线)连接，在该循环配管5的路径上，配备有使工作介质T循环的泵6。成为由泵6朝向一个方向输送工作介质T并使工作介质T按照蒸发器2、发电装置3、凝结器4的顺序循环的闭环状的构成。 以下，对构成第I实施方式的发电系统I的蒸发器2、发电装置3、凝结器4以及泵6按照顺序进行详细说明。如图I所示，蒸发器2具有使流动于循环配管5内的工作介质T气化的作用。将来自工厂的排水或从地下涌出的温水等供给至蒸发器2的一次侧，将工作介质T供给至二次侧。在蒸发器2内，在供给至一次侧的热源和供给至二次侧的工作介质T之间进行热交换,生成气体状的工作介质T (蒸气)。供给至二次侧的工作介质T经由泵6从凝结器4输送来，如果是使用上述的R245fa的情况，则为20 50°C的液体。另一方面，供给至一次侧的温水等加热介质比工作介质T的沸点更成为高温(例如，50 150°C )，能够使工作介质T充分地蒸发。由该蒸发器2生成的蒸气输送至发电装置3。发电装置3利用在蒸发器2生成的蒸气来进行发电。该发电装置3具有膨胀机8，具有利用伴随膨胀的蒸气来旋转驱动的螺杆转子7 (膨胀机驱动部)；以及发电机主机10，具有利用该螺杆转子7的旋转力来进行发电的转子9。在蒸发器2生成的蒸气通过循环配管5向膨胀机8输送，使螺杆转子7旋转。该旋转驱动力导致转子9旋转，在发电机主机10进行发电。这样地已用于发电的蒸气背输送至凝结器4。此外，后面对该发电装置3的详细的构成进行叙述。凝结器4将在发电装置3中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电系统，具备：蒸发器，由热源使液状的工作介质蒸发而生成蒸气；发电装置，利用在所述蒸发器生成的蒸气来进行发电；以及凝结器，使在所述发电装置中用于发电后的蒸气凝结，生成供给至所述蒸发器的液状的工作介质，使所述工作介质从蒸发器经由发电装置及凝结器而返回至蒸发器的同时，用发电装置进行发电，所述发电系统的特征在于，所述发电装置具有：膨胀机，具有在伴随所述蒸气的膨胀的同时由该蒸气来驱动旋转轴的膨胀机驱动部；发电机主机，具有经由旋转轴而连结至所述膨胀机驱动部并伴随该旋转轴的旋转而旋转的转子；以及壳体，容纳所述膨胀机驱动部及转子，所述壳体具有：导入部，用于将蒸气从所述蒸发器导入膨胀机驱动部；隔壁部，用于以隔离状态划分成容纳所述膨胀机驱动部的第1空间和容纳所述转子的第2空间；以及流出部，用于将所述工作介质排出至凝结器，所述隔壁部具有：蒸气导出部，将所述第1空间和第2空间连通，并且将在所述第1空间膨胀而降温后的蒸气引导至所述第2空间；以及轴承容纳部，容纳支撑所述旋转轴的轴承，在所述蒸气导出部和流出部之间，配备有所述发电机主机的转子。

【技术特征摘要】
2011.03.29 JP 2011-0723701.一种发电系统，具备蒸发器，由热源使液状的工作介质蒸发而生成蒸气；发电装置，利用在所述蒸发器生成的蒸气来进行发电；以及凝结器，使在所述发电装置中用于发电后的蒸气凝结，生成供给至所述蒸发器的液状的工作介质，使所述工作介质从蒸发器经由发电装置及凝结器而返回至蒸发器的同时，用发电装置进行发电，所述发电系统的特征在于， 所述发电装置具有膨胀机，具有在伴随所述蒸气的膨胀的同时由该蒸气来驱动旋转轴的膨胀机驱动部；发电机主机，具有经由旋转轴 而连结至所述膨胀机驱动部并伴随该旋转轴的旋转而旋转的转子；以及壳体，容纳所述膨胀机驱动部及转子， 所述壳体具有导入部，用于将蒸气从所述蒸发器导入膨胀机驱动部；隔壁部，用于以隔离状态划分成容纳所述膨胀机驱动部的...

【专利技术属性】
技术研发人员：足立成人，松村昌义，成川裕，高桥和雄，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：