發(fā)電裝置以及發(fā)電方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)電裝置和發(fā)電方法。本發(fā)明的發(fā)電裝置具備：感應(yīng)發(fā)電機(jī)；對(duì)連接感應(yīng)發(fā)電機(jī)與流過規(guī)定的頻率的交流電流的電路的連接電路進(jìn)行開閉的開閉器；控制開閉器的開閉的控制部；以及通過供給工作介質(zhì)而對(duì)感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的膨脹機(jī)。為了能一邊抑制成本一邊抑制在感應(yīng)發(fā)電機(jī)的開動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的開動(dòng)電流，控制部在供給工作介質(zhì)而使膨脹機(jī)開始對(duì)感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)之后，關(guān)閉開閉器。
【專利說明】發(fā)電裝置以及發(fā)電方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備感應(yīng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電裝置以及使用感應(yīng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]從以前開始，就已知有各種使用同步發(fā)電機(jī)的發(fā)電裝置。例如，在日本特開2002-155846號(hào)中，公開了一種發(fā)電裝置，該發(fā)電裝置具備:設(shè)置在上水道配管系統(tǒng)的水輪機(jī)；由該水輪機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的同步發(fā)電機(jī)；以及對(duì)同步發(fā)電機(jī)的輸出進(jìn)行變換而供給到系統(tǒng)的電力變換裝置。因?yàn)樵谠摪l(fā)電裝置中使用的同步發(fā)電機(jī)需要用于使勵(lì)磁電流流過二次線圈的電壓調(diào)整器等，所以，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、發(fā)電機(jī)本身大，而且是高價(jià)的。
[0003]因此，提出了例如像日本特開2007-28697號(hào)所公開的那樣的使用結(jié)構(gòu)簡易且廉價(jià)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電裝置。該發(fā)電裝置具備水輪機(jī)、由該水輪機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)以及與感應(yīng)發(fā)電機(jī)連接的逆變器(inverter)。該感應(yīng)發(fā)電機(jī)能通過從系統(tǒng)電源等得到勵(lì)磁電流而進(jìn)行發(fā)電。此外，逆變器調(diào)整從系統(tǒng)電源等供給到感應(yīng)發(fā)電機(jī)的交流電流(勵(lì)磁電流)的頻率。
[0004]在這樣的發(fā)電裝置中，在開動(dòng)時(shí)，S卩，當(dāng)水輪機(jī)開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，伴隨著感應(yīng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)的增大，通過逆變器使供給到感應(yīng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流的頻率慢慢地變大。而且，當(dāng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)數(shù)變得比同步速度(旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度)大時(shí)，從感應(yīng)發(fā)電機(jī)向與該感應(yīng)發(fā)電機(jī)連接的系統(tǒng)供給電力(電流)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]發(fā)明要解決的課題
在感應(yīng)發(fā)電機(jī)中，在開動(dòng)時(shí)，當(dāng)將流過系統(tǒng)的電流作為勵(lì)磁電流而使其直接流入時(shí)，會(huì)在無電壓狀態(tài)下與系統(tǒng)成為并聯(lián)，因此，會(huì)瞬間地從系統(tǒng)向感應(yīng)發(fā)電機(jī)流過比額定電流大的(例如，額定電流的5?8倍的)過電流(開動(dòng)電流、突入電流)。因此，在使用上述的感應(yīng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電裝置中，設(shè)置有逆變器，該逆變器以在發(fā)電裝置的啟動(dòng)時(shí)與感應(yīng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)的上升相配合地使從系統(tǒng)流入的電流(勵(lì)磁電流)的頻率慢慢變大的方式進(jìn)行調(diào)整。像這樣，因?yàn)樵诰邆涓袘?yīng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電裝置中設(shè)置有用于抑制開動(dòng)電流的裝置(逆變器等)，所以，成本會(huì)增大。
[0006]因此，鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種能一邊抑制成本一邊抑制在感應(yīng)發(fā)電機(jī)的開動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的開動(dòng)電流的發(fā)電裝置以及發(fā)電方法。
[0007]用于解決課題的方案
為了解決上述課題，作為本發(fā)明的一個(gè)方案的發(fā)電裝置，具備:感應(yīng)發(fā)電機(jī)；對(duì)連接所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)和流過規(guī)定的頻率的交流電流的電路的連接電路進(jìn)行開閉的開閉器；控制所述開閉器的開閉的控制部；以及通過供給工作介質(zhì)而使所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的膨脹機(jī)。而且，所述控制部在供給所述工作介質(zhì)而使所述膨脹機(jī)開始對(duì)所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)之后，進(jìn)行關(guān)閉所述開閉器的控制。[0008]此外，作為本發(fā)明的另一個(gè)方案的發(fā)電方法是使用與膨脹機(jī)連接的感應(yīng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電方法，具備:向所述膨脹機(jī)供給工作介質(zhì)的工作介質(zhì)供給工序；以及對(duì)連接所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)和流過規(guī)定的頻率的交流電流的電路的連接電路進(jìn)行開閉的電路開閉工序。而且，在所述電路開閉工序中，在所述工作介質(zhì)供給工序中供給所述工作介質(zhì)而使所述膨脹機(jī)開始對(duì)所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)之后，關(guān)閉所述連接電路。
[0009]根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，與在膨脹機(jī)不對(duì)感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的狀態(tài)下連接感應(yīng)發(fā)電機(jī)和電路的情況相比，能使為使感應(yīng)發(fā)電機(jī)接受勵(lì)磁電流的供給而使感應(yīng)發(fā)電機(jī)與電路連接的時(shí)點(diǎn)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)(旋轉(zhuǎn)頻率)與從電路流入到感應(yīng)發(fā)電機(jī)的交流電流的頻率的差(所謂的轉(zhuǎn)差率)變小，由此，即使不設(shè)置逆變器等用于抑制開動(dòng)電流的裝置，也能在發(fā)電裝置的開動(dòng)時(shí)，抑制感應(yīng)發(fā)電機(jī)與電路連接時(shí)從電路流入到感應(yīng)發(fā)電機(jī)的開動(dòng)電流(起因于感應(yīng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)頻率與從電路流入的交流電流的頻率的差的過電流)。
[0010]優(yōu)選在本發(fā)明的發(fā)電裝置中具備檢測所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)的旋轉(zhuǎn)數(shù)檢測器，所述控制部基于所述旋轉(zhuǎn)數(shù)檢測器的旋轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行關(guān)閉所述開閉器的控制。
[0011 ] 根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，因?yàn)榛谒鶛z測的感應(yīng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)連接感應(yīng)發(fā)電機(jī)與電路，所以，在感應(yīng)發(fā)電機(jī)與電路連接的時(shí)點(diǎn)，由膨脹機(jī)對(duì)感應(yīng)發(fā)電機(jī)可靠地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)(即，感應(yīng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子可靠地旋轉(zhuǎn))。因此，與在感應(yīng)發(fā)電機(jī)停止的狀態(tài)下連接感應(yīng)發(fā)電機(jī)與電路的情況相比，能使旋轉(zhuǎn)頻率與交流電流的頻率的差可靠地變小，其結(jié)果是，能在與電路進(jìn)行連接時(shí)可靠地抑制從電路流入到感應(yīng)發(fā)電機(jī)的開動(dòng)電流。
[0012]所述發(fā)電裝置也可以是所謂的二進(jìn)制發(fā)電裝置。即，所述發(fā)電裝置可以具備:流通工作介質(zhì)，配置有所述膨脹機(jī)的循環(huán)流路；配置在所述循環(huán)流路中的所述膨脹機(jī)的上游側(cè)，通過從外部供給的加熱介質(zhì)使所述工作介質(zhì)蒸發(fā)的蒸發(fā)器；配置在所述循環(huán)流路中的所述膨脹機(jī)的下游側(cè)，通過從外部供給的冷卻介質(zhì)使從所述膨脹機(jī)排出的所述工作介質(zhì)凝結(jié)的凝結(jié)器；以及配置在所述循環(huán)流路中的所述凝結(jié)器與所述蒸發(fā)器之間，將在所述凝結(jié)器凝結(jié)的所述工作介質(zhì)供給到所述蒸發(fā)器的泵。
[0013]此外，在所述發(fā)電裝置中，所述控制部也可以以如下方式控制所述泵，S卩，在從所述膨脹機(jī)開始對(duì)所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)起直到關(guān)閉所述開閉器為止的期間，使對(duì)所述蒸發(fā)器的所述工作介質(zhì)的供給量慢慢地增大。
[0014]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，對(duì)蒸發(fā)器的工作介質(zhì)的工作量只會(huì)慢慢地增大，因此，能防止供給到膨脹機(jī)的工作介質(zhì)(氣化的工作介質(zhì))的供給量急劇增大而使感應(yīng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)急劇上升的情況。
[0015]發(fā)明效果
根據(jù)以上，根據(jù)本發(fā)明，能提供一種能一邊抑制成本一邊抑制在感應(yīng)發(fā)電機(jī)的開動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的開動(dòng)電流的發(fā)電裝置以及發(fā)電方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)施方式的發(fā)電裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖2是示出感應(yīng)發(fā)電機(jī)中的轉(zhuǎn)差率的大小與流入到所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)的開動(dòng)電流的大小的關(guān)系的圖。
[0018]圖3是用于說明所述發(fā)電裝置的發(fā)電動(dòng)作的流程圖。[0019]圖4是另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)電裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖5是另一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)電裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下，一邊參照圖1和圖2，一邊對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是本實(shí)施方式的發(fā)電裝置的概略結(jié)構(gòu)圖，圖2是示出感應(yīng)發(fā)電機(jī)中的轉(zhuǎn)差率的大小與流入到所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)的開動(dòng)電流的大小的關(guān)系的圖。圖3是用于說明所述發(fā)電裝置的發(fā)電動(dòng)作的流程圖。
[0022]如圖1所示，本實(shí)施方式的發(fā)電裝置是所謂的二進(jìn)制發(fā)電裝置(有機(jī)液蘭金循環(huán)(organic Rankine cycle)方式的發(fā)電裝置),使用感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。
[0023]發(fā)電裝置10具備工作介質(zhì)(工作流體)進(jìn)行循環(huán)的循環(huán)流路12、蒸發(fā)器14、膨脹機(jī)16、凝結(jié)器18以及循環(huán)用泵20。這些蒸發(fā)器14、膨脹機(jī)16、凝結(jié)器18以及循環(huán)用泵20配置在循環(huán)流路12上。此外，發(fā)電裝置10具備:與膨脹機(jī)16連接的感應(yīng)發(fā)電機(jī)22 ;檢測感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)數(shù)(旋轉(zhuǎn)頻率)的旋轉(zhuǎn)數(shù)檢測器24 ;配置在連接感應(yīng)發(fā)電機(jī)22和電力系統(tǒng)(電路)50的連接電路52上的開閉器26 ;以及進(jìn)行發(fā)電裝置10的控制的控制器30。
[0024]另外，雖然在本實(shí)施方式的發(fā)電裝置10中作為工作介質(zhì)使用了例如R245fa等沸點(diǎn)比水低的低沸點(diǎn)有機(jī)介質(zhì)，但是，不需要限定于此。此外，在連接有發(fā)電裝置10的電力系統(tǒng)50中，流過商用頻率(50Hz或60Hz)的交流電流。
[0025]蒸發(fā)器14使從裝置外部的熱源供給的加熱介質(zhì)(例如，從坑井采集的蒸汽或用鍋爐制造的蒸汽、熱水等)與流過循環(huán)流路12的工作介質(zhì)進(jìn)行熱交換，由此，加熱工作介質(zhì)而使其蒸發(fā)(氣化)。
[0026]膨脹機(jī)16配置在循環(huán)流路12中的蒸發(fā)器14的下游側(cè)。膨脹機(jī)16由在蒸發(fā)器14蒸發(fā)(氣化)的工作介質(zhì)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而對(duì)外部輸出旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。本實(shí)施方式的膨脹機(jī)16例如是螺桿(screw)式膨脹機(jī)。在膨脹機(jī)16的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸16a連接(連結(jié))有感應(yīng)發(fā)電機(jī)22 (詳細(xì)地說，是感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)軸22a)，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸16a進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而感應(yīng)發(fā)電機(jī)22進(jìn)行發(fā)電。另外，膨脹機(jī)16不限定于螺桿式，也可以是渦輪(turbine)式或渦卷(scroll)式等其它方式的膨脹機(jī)。
[0027]凝結(jié)器18配置在循環(huán)流路12中的膨脹機(jī)16的下游側(cè)。凝結(jié)器18使從裝置外部的冷卻源供給的冷卻介質(zhì)(例如,從江河或冷卻塔(cooling tower)供給的冷卻水)與工作介質(zhì)進(jìn)行熱交換，由此，冷卻工作介質(zhì)，使其凝結(jié)。
[0028]循環(huán)用泵20配置在循環(huán)流路12中的凝結(jié)器18的下游側(cè)，而且配置在蒸發(fā)器14的上游側(cè)。循環(huán)用泵20將在凝結(jié)器18凝結(jié)而成為液體的工作介質(zhì)加壓至規(guī)定的壓力，向蒸發(fā)器14送出。循環(huán)用泵20與控制器30連接，通過根據(jù)來自控制器30的旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)調(diào)整旋轉(zhuǎn)數(shù)，從而調(diào)整工作介質(zhì)的吐出量。
[0029]感應(yīng)發(fā)電機(jī)22經(jīng)由連接電路52與連接于商用電源的(B卩，流過商用頻率的交流電力的)電力系統(tǒng)50連接，進(jìn)行發(fā)電而產(chǎn)生與流過電力系統(tǒng)50的電力相同頻率的交流電流，供給到商用電源側(cè)。感應(yīng)發(fā)電機(jī)22具備:具有一次線圈的定子(省略圖示)；具有二次線圈的轉(zhuǎn)子(省略圖示);以及能向轉(zhuǎn)子傳遞來自外部的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的旋轉(zhuǎn)軸22a。在本實(shí)施方式的感應(yīng)發(fā)電機(jī)22中，定子的一次線圈經(jīng)由連接電路52與電力系統(tǒng)50連接，旋轉(zhuǎn)軸22a與膨脹機(jī)16的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸16a連接(連結(jié))。在該感應(yīng)發(fā)電機(jī)22中，在對(duì)定子的一次線圈供給流過電力系統(tǒng)50的交流電流作為勵(lì)磁電流的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子以比同步速度大的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。換言之，通過以比勵(lì)磁電流(在本實(shí)施方式中，是流過電力系統(tǒng)50的交流電流)的頻率大的旋轉(zhuǎn)頻率進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行發(fā)電，將該發(fā)電的電力輸出到電力系統(tǒng)50。
[0030]旋轉(zhuǎn)數(shù)檢測器24檢測感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)軸22a (或轉(zhuǎn)子)的旋轉(zhuǎn)數(shù)(或旋轉(zhuǎn)頻率)，輸出與檢測的旋轉(zhuǎn)數(shù)相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)檢測信號(hào)。本實(shí)施方式的旋轉(zhuǎn)數(shù)檢測器24與控制器30連接，將旋轉(zhuǎn)檢測信號(hào)輸出到控制器30。旋轉(zhuǎn)數(shù)檢測器24可以是在使其一部分與感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)軸22a等接觸(或連接)的狀態(tài)下檢測該旋轉(zhuǎn)軸22a等的旋轉(zhuǎn)數(shù)的接觸式的檢測器，或者，也可以是與旋轉(zhuǎn)軸22a等以非接觸狀態(tài)檢測該旋轉(zhuǎn)軸22a等的旋轉(zhuǎn)數(shù)的非接觸式的檢測器。
[0031]開閉器26設(shè)置在連接感應(yīng)發(fā)電機(jī)22和電力系統(tǒng)50的連接電路52上。開閉器26基于來自控制器30的開閉信號(hào)進(jìn)行連接電路52的開閉。該開閉器26在感應(yīng)發(fā)電機(jī)22停止時(shí)是打開的。本實(shí)施方式的開閉器26例如是電磁開閉器，但是，不限定于此。
[0032]控制器30具有:例如由鍵盤、鼠標(biāo)等構(gòu)成的輸入部32 ;基于來自輸入部32的輸入信號(hào)，輸出用于控制發(fā)電裝置10的各部分的信號(hào)、運(yùn)算結(jié)果等的運(yùn)算控制部34 ;以及由顯示裝置、打印機(jī)等印刷裝置等構(gòu)成，根據(jù)來自運(yùn)算控制部34的輸出進(jìn)行規(guī)定的顯示等的輸出部36。
[0033]運(yùn)算控制部34為了進(jìn)行發(fā)電而對(duì)發(fā)電裝置110的各部分根據(jù)該各部分的功能分別進(jìn)行控制。該運(yùn)算控制部34例如由微計(jì)算機(jī)構(gòu)成,該微計(jì)算機(jī)具備:CPU (CentralProcessing Unit:中央處理器)；預(yù)先存儲(chǔ)有由該CPU執(zhí)行的各種程序、該執(zhí)行所需的數(shù)據(jù)等的R0M(Read Only Memory:只讀存儲(chǔ)器)、EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead Only Memory:電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)等非易失性存儲(chǔ)元件；以及成為該CPU的所謂的內(nèi)存儲(chǔ)器(working memory)的RAM (Random Acess Memory:隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等易失性存儲(chǔ)元件及其周邊電路等。
[0034]在像這樣構(gòu)成的運(yùn)算控制部34中，通過該運(yùn)算控制部34執(zhí)行程序，從而功能性地構(gòu)成開閉控制部(控制部)341和吐出兩控制部342。
[0035]開閉控制部341通過輸出開閉信號(hào)來控制開閉器26的開閉動(dòng)作，從而進(jìn)行連接電路52的開閉。例如，當(dāng)開閉控制部341關(guān)閉開閉器26時(shí)，流過電力系統(tǒng)50的電力(商用頻率的交流電流)作為勵(lì)磁電流供給到感應(yīng)發(fā)電機(jī)22，感應(yīng)發(fā)電機(jī)22能進(jìn)行發(fā)電。另一方面，當(dāng)開閉控制部341打開開閉器26時(shí)，變得不能向感應(yīng)發(fā)電機(jī)22供給勵(lì)磁電流，感應(yīng)發(fā)電機(jī)22中的發(fā)電停止，并且，停止向電力系統(tǒng)50供給來自感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的電力。
[0036]此外，開閉控制部341在發(fā)電裝置10的開動(dòng)(啟動(dòng))時(shí)，在膨脹機(jī)16開始對(duì)感應(yīng)發(fā)電機(jī)22進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)之后，進(jìn)行關(guān)閉開閉器26的控制。具體地說，如下。
[0037]當(dāng)發(fā)電裝置10開動(dòng)(啟動(dòng))時(shí)，氣化的工作介質(zhì)通過循環(huán)流路12開始供給到膨脹機(jī)16。然后，供給到膨脹機(jī)16的工作介質(zhì)的流量慢慢地增大，與此相伴地，由膨脹機(jī)16進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)數(shù)(旋轉(zhuǎn)頻率)也慢慢地上升。此時(shí),開閉控制部341在由旋轉(zhuǎn)數(shù)檢測器24檢測的旋轉(zhuǎn)軸22a(或轉(zhuǎn)子)的旋轉(zhuǎn)數(shù)超過設(shè)定值的時(shí)點(diǎn)關(guān)閉開閉器26。本實(shí)施方式的設(shè)定值例如是lOOOrpm。當(dāng)開閉器26關(guān)閉時(shí)，感應(yīng)發(fā)電機(jī)22與電力系統(tǒng)50經(jīng)由連接電路52進(jìn)行電連接，流過電力系統(tǒng)50的交流電流作為勵(lì)磁電流供給到感應(yīng)發(fā)電機(jī)22。然后，當(dāng)由膨脹機(jī)16進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度變?yōu)橥剿俣纫陨蠒r(shí)，感應(yīng)發(fā)電機(jī)22開始發(fā)電。
[0038]該設(shè)定值(S卩，關(guān)閉開閉器26時(shí)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)數(shù))以如下方式進(jìn)行設(shè)定，即，能抑制起因于由于關(guān)閉開閉器26而從電力系統(tǒng)50向感應(yīng)發(fā)電機(jī)22流入開動(dòng)電流而造成的電力系統(tǒng)50的電壓下降的、對(duì)發(fā)電裝置10的各電子部件、設(shè)置(連接)在連接電路52周邊的設(shè)備等的影響。詳細(xì)地說，如下。
[0039]當(dāng)感應(yīng)發(fā)電機(jī)22 (轉(zhuǎn)子)在停止的狀態(tài)下，即，在作為同步速度與感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的選轉(zhuǎn)速度的差的轉(zhuǎn)差率的比例為100%的狀態(tài)下與電力系統(tǒng)50連接時(shí)，變成相對(duì)于電力系統(tǒng)50以無電壓進(jìn)行強(qiáng)制并聯(lián)，因此，大的開動(dòng)電流流入到感應(yīng)發(fā)電機(jī)22。由此，在電力系統(tǒng)50中產(chǎn)生電壓下降。
[0040]如圖2所示，轉(zhuǎn)差率的比例變得越小，即，同步速度與感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度的差變得越小，開動(dòng)電流就越減少(接近額定電流)。因此，在本實(shí)施方式的發(fā)電裝置10中，特別指定如下的開動(dòng)電流的值，即，在由于開動(dòng)電流流入到感應(yīng)發(fā)電機(jī)22而在電力系統(tǒng)50引起電壓下降時(shí)，該電壓下降對(duì)發(fā)電裝置10的各電子部件、與電力系統(tǒng)50連接的設(shè)備沒有影響或影響是能接受的程度。而且，求出開動(dòng)電流變得比該特別指定的值小的轉(zhuǎn)差率的比例的范圍，將轉(zhuǎn)差率在該范圍內(nèi)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)用作設(shè)定值。
[0041]吐出量控制部342通過輸出旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)來調(diào)整循環(huán)用泵20的旋轉(zhuǎn)數(shù)，從而調(diào)整從循環(huán)用泵20吐出的工作介質(zhì)的流量。在發(fā)電裝置10的正常的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)(發(fā)電時(shí))，吐出量控制部342以使工作介質(zhì)以固定的流量在循環(huán)流路12中循環(huán)的方式控制循環(huán)用泵20的旋轉(zhuǎn)數(shù)(吐出量)。
[0042]此外，在發(fā)電裝置10的開動(dòng)時(shí)(啟動(dòng)時(shí))的膨脹機(jī)16開始對(duì)感應(yīng)發(fā)電機(jī)22進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)起直到開閉器26關(guān)閉為止的期間，S卩，在由旋轉(zhuǎn)數(shù)檢測器24開始檢測感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)起直到該旋轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到設(shè)定值為止的期間，吐出量控制部342以配合感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)數(shù)的上升使對(duì)蒸發(fā)器14的工作介質(zhì)的吐出量慢慢地增大的方式控制循環(huán)用泵20的旋轉(zhuǎn)數(shù)。
[0043]在這樣的發(fā)電裝置10中，像以下那樣開始發(fā)電。
[0044]首先，在開閉器26打開的狀態(tài)下，來自裝置外部的熱源的加熱介質(zhì)供給到蒸發(fā)器14，并且，來自裝置外部的冷卻源的冷卻介質(zhì)供給到凝結(jié)器18。在該狀態(tài)下，吐出量控制部342使循環(huán)用泵20工作而使工作介質(zhì)開始循環(huán)(步驟SI)。由此，在蒸發(fā)器14氣化的工作介質(zhì)供給到膨脹機(jī)16，膨脹機(jī)16開始對(duì)感應(yīng)發(fā)電機(jī)22進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。然后，在直到開閉器26關(guān)閉為止的期間，吐出量控制部342配合膨脹機(jī)16 (感應(yīng)發(fā)電機(jī)22)的旋轉(zhuǎn)數(shù)的上升，即，根據(jù)循環(huán)流路12中的工作介質(zhì)的流量，慢慢地提升循環(huán)用泵20的旋轉(zhuǎn)數(shù)，使對(duì)蒸發(fā)器14的工作介質(zhì)的供給量慢慢地增大。
[0045]伴隨著在循環(huán)流路12中工作介質(zhì)的流量增大，供給到膨脹機(jī)16的工作介質(zhì)的流量增大，因此，由膨脹機(jī)16進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)數(shù)也慢慢地上升。而且，當(dāng)感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)數(shù)上升至設(shè)定值(在本實(shí)施方式的例子中是lOOOrpm)、開閉控制部341通過旋轉(zhuǎn)數(shù)檢測器24檢測到這一情況時(shí)，關(guān)閉開閉器26而連接電力系統(tǒng)50和感應(yīng)發(fā)電機(jī)22 (步驟S2)。由此，流過電力系統(tǒng)50的交流電流作為勵(lì)磁電流而供給到感應(yīng)發(fā)電機(jī)22。此時(shí)，相對(duì)于同步速度的感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的轉(zhuǎn)差率比在感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的轉(zhuǎn)子停止的狀態(tài)下連接感應(yīng)發(fā)電機(jī)22和電力系統(tǒng)50的情況小，因此，可抑制起因于該轉(zhuǎn)差率的開動(dòng)電流。此外，還可抑制電力系統(tǒng)50的電壓下降。
[0046]而且，當(dāng)感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度變得比同步速度大時(shí)，感應(yīng)發(fā)電機(jī)22開始發(fā)電，由此，開始從發(fā)電裝置10 (感應(yīng)發(fā)電機(jī)22)向電力系統(tǒng)50供給電力(步驟S3)。
[0047]另一方面，在發(fā)電裝置10停止發(fā)電時(shí)，打開開閉器26，并且使循環(huán)用泵20停止。而且，停止向蒸發(fā)器14供給來自熱源的加熱介質(zhì)，停止向凝結(jié)器18供給來自冷卻源的冷卻介質(zhì)，由此，由發(fā)電裝置10進(jìn)行的發(fā)電停止。
[0048]以上，對(duì)本實(shí)施方式的發(fā)電裝置10的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作進(jìn)行了說明，通過使連接感應(yīng)發(fā)電機(jī)22與電力系統(tǒng)50的時(shí)點(diǎn)的感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度與同步速度的差變小，從而能抑制從電力系統(tǒng)50流入到感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的開動(dòng)電流。通過做成為在不經(jīng)由逆變器等的情況下連接電力系統(tǒng)50和感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的所謂的直入方式，從而能減低發(fā)電裝置10的制造成本。
[0049]此外，通過基于發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行開閉器26的開閉，從而開閉控制部341能利用旋轉(zhuǎn)數(shù)檢測器24的檢測值。其結(jié)果是，不需要為了開閉器26的開閉而另外設(shè)置計(jì)量儀器，能進(jìn)一步減低發(fā)電裝置10的成本。
[0050]此外，在本實(shí)施方式的發(fā)電裝置10中，在開動(dòng)時(shí)，在膨脹機(jī)16開始對(duì)感應(yīng)發(fā)電機(jī)22進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)起直到開閉器26關(guān)閉為止的期間，以使對(duì)蒸發(fā)器14的工作介質(zhì)的供給量慢慢地增大的方式控制循環(huán)用泵20。因此，在發(fā)電裝置10的開動(dòng)時(shí)，可抑制對(duì)蒸發(fā)器14的工作介質(zhì)的吐出量，能防止由于工作介質(zhì)急劇地供給到膨脹機(jī)16而造成的感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的過旋轉(zhuǎn)。
[0051]另外，顯然，本發(fā)明的發(fā)電裝置和發(fā)電方法不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)能施加各種變更。
[0052]關(guān)閉開閉器26的定時(shí)的具體的指標(biāo)沒有限定。雖然在上述實(shí)施方式的發(fā)電裝置10中，以感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)數(shù)作為指標(biāo)來關(guān)閉開閉器26，但是，例如也可以基于轉(zhuǎn)差率來控制開閉器26。在該情況下，設(shè)定值被設(shè)定為0%以上且10%以下的范圍，更優(yōu)選設(shè)定為2%以上且5%的范圍。此外，也可以將循環(huán)流路12中的膨脹機(jī)16的上游側(cè)壓力作為指標(biāo)，還可以將所述上游側(cè)壓力與膨脹機(jī)16的下游側(cè)壓力的壓力差(或壓力比)作為指標(biāo)。此夕卜，也可以將流入到膨脹機(jī)16的工作介質(zhì)的溫度與從膨脹機(jī)16排出的工作介質(zhì)的溫度的溫度差(或溫度比)等作為指標(biāo)。此外，也可以將從發(fā)電裝置10開動(dòng)時(shí)起的時(shí)間作為指標(biāo)。即，發(fā)電裝置10也可以構(gòu)成為從工作介質(zhì)開始在循環(huán)流路12中進(jìn)行循環(huán)起經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后關(guān)閉開閉器26。無論在哪一種情況下，都預(yù)先求出轉(zhuǎn)差率在規(guī)定范圍內(nèi)的條件，在該條件成立時(shí)關(guān)閉開閉器26。
[0053]雖然上述實(shí)施方式的循環(huán)流路12以在蒸發(fā)器14中蒸發(fā)的(氣化的)工作介質(zhì)全部流入到膨脹機(jī)16的方式構(gòu)成，但是，例如，也可以如圖4所示，在循環(huán)流路12中設(shè)置有連結(jié)膨脹機(jī)16的上游側(cè)的部位和膨脹機(jī)16的下游側(cè)的部位的旁路流路。
[0054]在該情況下，第一開閉閥41設(shè)置在旁路流路40的上游側(cè)端部與膨脹機(jī)16之間，第二開閉閥42設(shè)置在旁路流路40上。通過設(shè)置這樣的旁路流路40，從而能使工作介質(zhì)在不通過膨脹機(jī)16的狀態(tài)下在循環(huán)流路12中循環(huán)。由此，在發(fā)電裝置1A的開動(dòng)時(shí)，能通過關(guān)閉第一開閉閥41并且打開第二開閉閥42而使工作介質(zhì)以不通過膨脹機(jī)16的方式進(jìn)行循環(huán)，從而加熱工作介質(zhì)包含的潤滑油。
[0055]此外，在發(fā)電裝置1A停止時(shí)，當(dāng)未設(shè)置旁路流路40時(shí)，即使停止循環(huán)用泵20，殘留在蒸發(fā)器14的內(nèi)部以及從蒸發(fā)器14到膨脹機(jī)16的循環(huán)流路12的部位內(nèi)的工作介質(zhì)仍會(huì)流入到膨脹機(jī)16，因此，不能立刻停止膨脹機(jī)16 (感應(yīng)發(fā)電機(jī)22)。但是，在圖4所示的發(fā)電裝置1A (在循環(huán)流路12中設(shè)置有旁路流路40的發(fā)電裝置10A)中，通過關(guān)閉第一開閉閥41并且打開第二開閉閥42，從而所述殘留的工作介質(zhì)流過旁路流路40，由此，能防止該工作介質(zhì)流入到膨脹機(jī)16，因此，只要停止循環(huán)用泵20，就能使膨脹機(jī)16 (感應(yīng)發(fā)電機(jī)22)立刻停止。
[0056]此外，雖然上述實(shí)施方式的發(fā)電裝置10是所謂的二進(jìn)制發(fā)電裝置，但是，不限定于該結(jié)構(gòu)。例如，如圖5所示，發(fā)電裝置1B也可以是使從熱源供給的蒸汽等工作介質(zhì)直接流入到膨脹機(jī)16的結(jié)構(gòu)。即使是這樣的結(jié)構(gòu)，在發(fā)電裝置1B的開動(dòng)時(shí)，在膨脹機(jī)16對(duì)感應(yīng)發(fā)電機(jī)22進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而使感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)數(shù)變得比設(shè)定值大時(shí)，也能通過開閉控制部341關(guān)閉開閉器26而連接感應(yīng)發(fā)電機(jī)22和電力系統(tǒng)50等，從而抑制流入到感應(yīng)發(fā)電機(jī)22的開動(dòng)電流。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電裝置，具備: 感應(yīng)發(fā)電機(jī)； 開閉器，對(duì)連接所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)和流過規(guī)定的頻率的交流電流的電路的連接電路進(jìn)行開閉； 控制部，控制所述開閉器的開閉；以及 膨脹機(jī)，通過供給工作介質(zhì)而對(duì)所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)， 所述控制部，在供給所述工作介質(zhì)而使所述膨脹機(jī)開始對(duì)所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)之后，進(jìn)行關(guān)閉所述開閉器的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，其中， 具備旋轉(zhuǎn)數(shù)檢測器，檢測所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)， 所述控制部基于所述旋轉(zhuǎn)數(shù)檢測器的旋轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行關(guān)閉所述開閉器的控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電裝置，具備: 循環(huán)流路，流通工作介質(zhì)，配置有所述膨脹機(jī)； 蒸發(fā)器，配置在所述循環(huán)流路中的所述膨脹機(jī)的上游側(cè)，通過從外部供給的加熱介質(zhì)使所述工作介質(zhì)蒸發(fā)； 凝結(jié)器，配置在所述循環(huán)流路中的所述膨脹機(jī)的下游側(cè)，通過從外部供給的冷卻介質(zhì)使從所述膨脹機(jī)排出的所述工作介質(zhì)凝結(jié)；以及 泵，配置在所述循環(huán)流路中的所述凝結(jié)器與所述蒸發(fā)器之間，將在所述凝結(jié)器凝結(jié)的所述工作介質(zhì)供給到所述蒸發(fā)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電裝置，其中， 所述控制部，在所述膨脹機(jī)開始對(duì)所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)起直到關(guān)閉所述開閉器為止的期間，以使對(duì)所述蒸發(fā)器的所述工作介質(zhì)的供給量慢慢地增大的方式控制所述栗。
5.一種發(fā)電方法，使用與膨脹機(jī)連接的感應(yīng)發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電方法的特征在于，具備: 工作介質(zhì)供給工序，對(duì)所述膨脹機(jī)供給工作介質(zhì)；以及 電路開閉工序，對(duì)連接所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)和流過規(guī)定的頻率的交流電流的電路的連接電路進(jìn)行開閉， 在所述電路開閉工序中，在所述工作介質(zhì)供給工序中供給所述工作介質(zhì)而使所述膨脹機(jī)開始對(duì)所述感應(yīng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)之后，關(guān)閉所述連接電路。
【文檔編號(hào)】H02P9/04GK104038123SQ201410077843
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月5日
【發(fā)明者】橋本宏一郎, 足立成人, 松村昌義, 松田治幸 申請人:株式會(huì)社神戶制鋼所