專利名稱：廢熱回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由具有熱機(jī)或熱循環(huán)的裝置使用的廢熱回收裝置。
背景技術(shù)：
為了在熱機(jī)或熱循環(huán)中有效地利用廢熱，由渦輪將廢氣所含有的熱能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，利用該動(dòng)能來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)而提高供氣壓力。作為為此的代表性的裝置，存在著渦輪增壓機(jī)，例如，已知專利文獻(xiàn)I所記載的渦輪增壓機(jī)。專利文獻(xiàn)I所記載的發(fā)明是關(guān)于故障診斷裝置的發(fā)明，該故障診斷裝置為了檢測(cè)相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載信號(hào)的加速器踩踏量、供給至發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料桿的位置等、各部分是否正確地操作或是否正常地得到渦輪的轉(zhuǎn)速等系統(tǒng)的動(dòng)作狀況，設(shè)有針對(duì)各部分的檢測(cè)設(shè)備?！?br> 專利文獻(xiàn)I :日本特開平I 一 121514號(hào)公報(bào)，“帶有旋轉(zhuǎn)電機(jī)的渦輪增壓機(jī)的故障診斷裝置”。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
如專利文獻(xiàn)I所記載的現(xiàn)有的渦輪增壓機(jī)一般是渦輪和壓縮機(jī)由軸機(jī)械連結(jié)而成為整體地旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造?？墒?，通常，渦輪增壓機(jī)的轉(zhuǎn)速高(數(shù)萬次旋轉(zhuǎn)至數(shù)萬次以上)，因而為了防止軸的振動(dòng)，有必要盡可能地縮短軸。因此，用于向渦輪引導(dǎo)廢氣的配管和用于向壓縮機(jī)引導(dǎo)供氣的配管長(zhǎng)且彎曲。因此，配管的壓力損失變大，配管本身也占據(jù)大的地方。另外，大多將絕熱材料纏繞于配管，但存在著絕熱材料的必要量多且在彎曲的配管中纏繞絕熱材料的人工也大的問題點(diǎn)。而且，由于渦輪和壓縮機(jī)以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，因而存在著有可能渦輪或壓縮機(jī)的一方在流體性能不是最好的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)而效率下降的問題點(diǎn)。本發(fā)明是鑒于上述的問題點(diǎn)而發(fā)明的。即，本發(fā)明的目的在于，提供能夠縮短向渦輪引導(dǎo)廢氣的配管和用于向壓縮機(jī)引導(dǎo)供氣的配管的長(zhǎng)度且使渦輪和壓縮機(jī)的雙方與流體性能最好的條件一致地運(yùn)轉(zhuǎn)的廢熱回收裝置。用于解決課題的手段
提供一種廢熱回收裝置，其特征在于是具備由廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪和壓縮氣體的壓縮機(jī)的廢熱回收裝置，具備
發(fā)電機(jī)，通過所述渦輪的旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行電力發(fā)電；
電動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述壓縮機(jī)；以及
控制裝置，以所述電力作為動(dòng)力源而驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。另外，依照本發(fā)明，所述控制裝置，具備
整流器，將來自所述發(fā)電機(jī)的交流輸出整流而轉(zhuǎn)換成直流；
平滑化電路，使緊接在該整流器之后的直流電壓平滑；直流總線，將所述電力從所述渦輪側(cè)向所述壓縮機(jī)側(cè)輸送；
逆變器，驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)；
轉(zhuǎn)速檢測(cè)器，檢測(cè)所述渦輪和所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
電壓檢測(cè)器，檢測(cè)所述直流總線的電壓；以及
轉(zhuǎn)速指令器，將基于所述轉(zhuǎn)速和所述電壓而算出的所述電動(dòng)機(jī)和所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速指令值輸出至所述逆變器。另外，依照另一實(shí)施例，所述控制裝置，具備 整流器，將來自所述發(fā)電機(jī)的交流輸出整流而轉(zhuǎn)換成直流；
平滑化電路，使緊接在該整流器之后的直流電壓平滑；
直流總線，將所述電力從所述渦輪側(cè)向所述壓縮機(jī)側(cè)輸送；
逆變器，驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)；
轉(zhuǎn)速檢測(cè)器，檢測(cè)所述渦輪和所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；
直流電源，將電流供給至所述直流總線；
二極管，在來自所述渦輪和所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓不滿足于所述逆變器能夠進(jìn)行動(dòng)作的電壓的情況下，將所述電流供給至該逆變器；以及
轉(zhuǎn)速指令器，將基于所述轉(zhuǎn)速而算出的所述電動(dòng)機(jī)和所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速指令值輸出至所述逆變器。另外，依照本發(fā)明，針對(duì)I組所述渦輪和所述發(fā)電機(jī)，設(shè)置多臺(tái)所述電動(dòng)機(jī)和所述壓縮機(jī)。發(fā)明的效果
依照上述本發(fā)明，由于通過將渦輪和壓縮機(jī)在機(jī)構(gòu)上分成二個(gè)，從而能夠任意地配置渦輪和壓縮機(jī)，因而能夠縮短廢氣和供氣的配管且使廢氣和供氣的配管成為直線。另外，由于渦輪和壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速也可以不同，因而能夠?qū)u輪和壓縮機(jī)的雙方在流體性能最好的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。


圖I是本發(fā)明中的實(shí)施例I的渦輪增壓機(jī)的 圖2是本發(fā)明中的實(shí)施例2的渦輪增壓機(jī)的 圖3是本發(fā)明中的實(shí)施例3的渦輪增壓機(jī)的 圖4是本發(fā)明中的實(shí)施例4的渦輪增壓機(jī)的圖。附圖標(biāo)記說明
I渦輪；la軸；2發(fā)電機(jī)；3整流器；4平滑化電路；5直流總線；6逆變器；7電動(dòng)機(jī)；8壓縮機(jī)；8a軸；11轉(zhuǎn)速檢測(cè)器；12電壓檢測(cè)器；13轉(zhuǎn)速指令器；13a轉(zhuǎn)速指令器；14渦輪和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；15電壓；16轉(zhuǎn)速指令值；16a轉(zhuǎn)速指令值；17控制裝置；21直流電源；22 二極管；33轉(zhuǎn)速指令器；33a轉(zhuǎn)速指令器；36逆變器；37電動(dòng)機(jī)；38壓縮機(jī)；38a軸；46轉(zhuǎn)速指令值；46a轉(zhuǎn)速指令值。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，說明本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例。此外，對(duì)各圖中共同的部分標(biāo)記相同的符號(hào)，省略重復(fù)的說明。圖I是本申請(qǐng)發(fā)明中的實(shí)施例I的圖。在該圖中，I是潤(rùn)輪，Ia是軸,2是發(fā)電機(jī)，3是整流器，4是平滑化電路，5是直流總線，6是逆變器，7是電動(dòng)機(jī)，8是壓縮機(jī)，8a是軸，11是轉(zhuǎn)速檢測(cè)器，12是電壓檢測(cè)器，13是轉(zhuǎn)速指令器，14是轉(zhuǎn)速，15是電壓，16是轉(zhuǎn)速指令值，17是控制裝置。由軸Ia將發(fā)電機(jī)2與由來自熱機(jī)(未圖示)的廢氣旋轉(zhuǎn)的渦輪I直接連結(jié)。而且，發(fā)電機(jī)2與渦輪I成為整體地旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行電力發(fā)電。例如，能夠以由三相交流驅(qū)動(dòng)的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)2而使用?？刂蒲b置17以由發(fā)電機(jī)2發(fā)電的電力作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7。另外，本實(shí)施例的控制裝置17具備整流器3、平滑化電路4、直流總線5、逆變器6、轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11、電壓檢測(cè)器12以及轉(zhuǎn)速指令器13。·整流器3將來自發(fā)電機(jī)2的交流輸出整流而轉(zhuǎn)換成直流。例如，整流器3由二極管電橋等構(gòu)成。由于在緊接在整流器3之后的直流電壓中存在著脈動(dòng)(紋波)，因而平滑化電路4平滑化。例如，平滑化電路4由電抗器和電容器構(gòu)成。直流總線5將由發(fā)電機(jī)2發(fā)電的電力從渦輪I側(cè)向壓縮機(jī)8側(cè)輸送。例如，直流總線5由電纜和銅、鋁等導(dǎo)體的母線構(gòu)成。逆變器6根據(jù)來自轉(zhuǎn)速指令器13的轉(zhuǎn)速指令值16而以可變速度驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7。例如，逆變器6對(duì)IGBT或功率MOS FET等電力控制元件進(jìn)行PWM調(diào)制，優(yōu)選作為電壓型或電流型逆變器的構(gòu)成?；蛘撸鳛橐钥勺兯俣闰?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7的方法，也可以進(jìn)行無傳感器矢量控制，也可以由編碼器或旋轉(zhuǎn)變壓器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)7的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行矢量控制。由軸8a將電動(dòng)機(jī)7與壓縮向熱機(jī)(未圖示)的供氣的壓縮機(jī)8直接連結(jié)，成為在電動(dòng)機(jī)7旋轉(zhuǎn)的情況下壓縮機(jī)8也一起旋轉(zhuǎn)的構(gòu)成。例如，電動(dòng)機(jī)7由利用三相交流來驅(qū)動(dòng)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成。轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)渦輪I和發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)速14。例如，作為轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11，使用設(shè)在渦輪I和發(fā)電機(jī)2的軸Ia的測(cè)速發(fā)電機(jī)或編碼器。在轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11是編碼器的情況下，對(duì)由編碼器檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行時(shí)間微分而變換成轉(zhuǎn)速14。電壓檢測(cè)器12檢測(cè)直流總線5的接近逆變器6的一側(cè)的電壓15(正負(fù)間的電壓)。轉(zhuǎn)速指令器13基于由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的渦輪I和發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)速14和由電壓檢測(cè)器12檢測(cè)的直流總線5的電壓15而將電動(dòng)機(jī)7和壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速指令值16向逆變器6輸出。轉(zhuǎn)速指令器13能夠由例如微處理器、存儲(chǔ)器以及運(yùn)算程序構(gòu)成。轉(zhuǎn)速指令器13構(gòu)成為，如下地生成轉(zhuǎn)速指令值16。(I)在“由電壓檢測(cè)器12檢測(cè)的電壓15”比“逆變器6能夠進(jìn)行動(dòng)作的最低電壓”更低的情況下，將轉(zhuǎn)速指令值16設(shè)為O。(2)在“由電壓檢測(cè)器12檢測(cè)的電壓15”與“逆變器6能夠進(jìn)行動(dòng)作的最低電壓”相同或更高的情況下，將轉(zhuǎn)速指令值16設(shè)定為通過“由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14” X系數(shù)而求出的值。在此，例如，在流體性能方面，如果在使壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速和渦輪I的轉(zhuǎn)速14相等的情況下效率良好，則將系數(shù)設(shè)為1，例如，在流體性能方面，如果在將壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速設(shè)為渦輪I的轉(zhuǎn)速14的2倍的情況下效率良好，則將系數(shù)設(shè)為2?；蛘?，例如，在流體性能方面， 如果在將壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速設(shè)為渦輪I的轉(zhuǎn)速14的O. 8倍的情況下效率良好，則將系數(shù)設(shè)為
O.8。S卩，將在流體性能方面效率最好的壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速和渦輪I的轉(zhuǎn)速14的比設(shè)為系數(shù)。通過上述構(gòu)成，從而在熱機(jī)(未圖示)未進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，由于沒有廢氣，因而渦輪I不旋轉(zhuǎn)。因此，與渦輪I同軸的發(fā)電機(jī)2也不旋轉(zhuǎn)，直流總線5的電壓是O。于是，由于“由電壓檢測(cè)器12檢測(cè)的電壓15”比“逆變器6能夠進(jìn)行動(dòng)作的最低電壓”更低，因而轉(zhuǎn)速指令值16成為0，電動(dòng)機(jī)7不旋轉(zhuǎn)，與電動(dòng)機(jī)7同軸的壓縮機(jī)8也不旋轉(zhuǎn)。另一方面，在熱機(jī)(未圖示)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，產(chǎn)生廢氣，渦輪I旋轉(zhuǎn)。由此，與渦輪I同軸的發(fā)電機(jī)2也旋轉(zhuǎn)，直流總線5的電壓上升。如果“由電壓檢測(cè)器12檢測(cè)的電壓15”超過“逆變器6能夠進(jìn)行動(dòng)作的最低電壓”，那么，轉(zhuǎn)速指令值16不是零，通過逆變器6中的矢量控制，從而電動(dòng)機(jī)7以與轉(zhuǎn)速指令值16相應(yīng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。而且，與電動(dòng)機(jī)7同軸的壓縮機(jī)8也旋轉(zhuǎn)，壓縮向熱機(jī)的供氣。由于轉(zhuǎn)速指令值16與由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14成比例，因而如果渦輪I低速旋轉(zhuǎn)，則壓縮機(jī)8也以低速旋轉(zhuǎn)，如果渦輪I高速旋轉(zhuǎn)，則壓縮機(jī)8也以高速旋轉(zhuǎn)。因此，在熱機(jī)(未圖示)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，成為與由軸將渦輪和壓縮機(jī)直接連結(jié)的現(xiàn)有的渦輪增壓機(jī)同樣的動(dòng)作。而且，由于以轉(zhuǎn)速指令值16作為“由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14” X系數(shù)，因而在流體性能方面，在期望將渦輪I的轉(zhuǎn)速14和壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速的比設(shè)為例如X倍的情況下，能夠以通過預(yù)先以系數(shù)的值作為X而使壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速成為渦輪I的轉(zhuǎn)速14的X倍的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。圖2是本發(fā)明中的實(shí)施例2的渦輪增壓機(jī)的圖。在該圖中，13a是轉(zhuǎn)速指令器，16a是轉(zhuǎn)速指令值，21是直流電源，22是二極管。對(duì)與實(shí)施例I相同的構(gòu)成要素標(biāo)記與圖I相同的號(hào)碼而省略說明?？刂蒲b置17以由發(fā)電機(jī)2發(fā)電的電力作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7。另外，本實(shí)施例的控制裝置17具備整流器3、平滑化電路4、直流總線5、逆變器6、轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11、轉(zhuǎn)速指令器13a、直流電源21以及二極管22。轉(zhuǎn)速指令器13a基于由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的渦輪I和發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)速14而將電動(dòng)機(jī)7和壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速的指令值16a向逆變器6輸出。直流電源21供給比“逆變器6能夠進(jìn)行動(dòng)作的最低電壓”更大的電壓。例如，也可以使用二次電池或電偶極子層電容器，也可以是對(duì)商用交流電源進(jìn)行整流、平滑化以及恒壓化的構(gòu)成。
二極管22，僅在渦輪I和發(fā)電機(jī)2的發(fā)電電壓低的情況下，將電流從直流電源21供給至直流總線5，在由渦輪I和發(fā)電機(jī)2得到足夠的發(fā)電電壓的情況下，自動(dòng)地切換為將電流從發(fā)電機(jī)2供給至直流總線5。由于將直流電源21和二極管22如圖2所示地連接，因而始終將“逆變器6能夠進(jìn)行動(dòng)作的最低電壓”以上的電壓施加至直流總線5，逆變器6能夠始終進(jìn)行動(dòng)作。轉(zhuǎn)速指令器13a構(gòu)成為，如下地生成轉(zhuǎn)速指令值16a。(I)在“由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14”比常數(shù)Rl更小的情況下，將轉(zhuǎn)速指令值16a設(shè)為常數(shù)R2。(2)在“由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14”與常數(shù)Rl相同或更高的情況下，將轉(zhuǎn)速指令值16a設(shè)定為“由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14” X系數(shù)?！?br> 在此，常數(shù)Rl是相當(dāng)于在熱機(jī)(未圖示)怠速的狀態(tài)下，與渦輪I同軸的發(fā)電機(jī)2幾乎不進(jìn)行發(fā)電的狀態(tài)的渦輪I的轉(zhuǎn)速14。常數(shù)R2是為了進(jìn)行最低限度的供氣而需要的壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速。此外，與實(shí)施例I同樣地求出上述系數(shù)。通過上述構(gòu)成，從而在熱機(jī)未進(jìn)行動(dòng)作時(shí)或在熱機(jī)進(jìn)行動(dòng)作但怠速的狀態(tài)時(shí)，由于廢氣少，渦輪I的轉(zhuǎn)速14低，因而符合“‘由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14’比常數(shù)Rl更小的情況”，轉(zhuǎn)速指令值16a成為常數(shù)R2，壓縮機(jī)8僅進(jìn)行最低限度的供氣。由于幾乎不進(jìn)行來自與渦輪I同軸的發(fā)電機(jī)2的發(fā)電，因而電流從直流電源21經(jīng)由二極管22而流入直流總線5，驅(qū)動(dòng)逆變器6。另一方面，在熱機(jī)進(jìn)行動(dòng)作而進(jìn)行負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于廢氣多，渦輪I的轉(zhuǎn)速14高，因而符合““由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14”與常數(shù)Rl相同或更高的情況”，因此成為與實(shí)施例I中的“熱機(jī)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)”的情況相同的動(dòng)作。實(shí)施例2尤其適合于即使在熱機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)或停止的頻度高的情況下也想要將供氣維持為最低限度(不想要停止壓縮機(jī)8)的情況。圖3是本發(fā)明中的實(shí)施例3的渦輪增壓機(jī)的圖。在該圖中，33是轉(zhuǎn)速指令器，36是逆變器，37是電動(dòng)機(jī)，38是壓縮機(jī)，38a是軸。對(duì)與實(shí)施例I相同的構(gòu)成要素標(biāo)記與圖I相同的號(hào)碼而省略說明?？刂蒲b置17以由發(fā)電機(jī)2發(fā)電的電力作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7、37。另外，本實(shí)施例的控制裝置17具備整流器3、平滑化電路4、直流總線5、逆變器6、36、轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11、電壓檢測(cè)器12以及轉(zhuǎn)速指令器33。轉(zhuǎn)速指令器33基于由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的渦輪I和發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)速14以及由電壓檢測(cè)器12檢測(cè)的直流總線5的電壓而針對(duì)電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)以及逆變器的多個(gè)組的各個(gè)而將電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速的指令值向逆變器輸出。即，將電動(dòng)機(jī)7和壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速的指令值16向逆變器6輸出，將電動(dòng)機(jī)37和壓縮機(jī)38的轉(zhuǎn)速的指令值46向逆變器36輸出。轉(zhuǎn)速指令器33能夠由例如微處理器、存儲(chǔ)器以及運(yùn)算程序構(gòu)成。逆變器36、電動(dòng)機(jī)37、壓縮機(jī)38以及軸38a是與實(shí)施例I或?qū)嵤├?中的逆變器
6、電動(dòng)機(jī)7、壓縮機(jī)8以及軸8a相同的機(jī)構(gòu)。尺寸、形狀或轉(zhuǎn)速也可以不同。在該實(shí)施例中，成為這樣的構(gòu)成針對(duì)I組渦輪I和發(fā)電機(jī)2，準(zhǔn)備壓縮向分成多臺(tái)或多個(gè)部分的熱機(jī)或熱循環(huán)(未圖示)的吸氣的多臺(tái)壓縮機(jī)8、38以及電動(dòng)機(jī)7、37，將由發(fā)電機(jī)2發(fā)電的電力向多臺(tái)電動(dòng)機(jī)7、37進(jìn)行電連接。轉(zhuǎn)速指令器33構(gòu)成為，如下地生成轉(zhuǎn)速指令值16。(I)在“由電壓檢測(cè)器12檢測(cè)的電壓15”比“逆變器6能夠進(jìn)行動(dòng)作的最低電壓”更低的情況下，將轉(zhuǎn)速指令值16設(shè)為O。(2)在“由電壓檢測(cè)器12檢測(cè)的電壓15”與“逆變器6能夠進(jìn)行動(dòng)作的最低電壓”相同或更高的情況下，將轉(zhuǎn)速指令值16設(shè)定為通過“由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14” X系數(shù)A而求出的值。在此，例如，在流體性能方面，如果在使壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速和渦輪I的轉(zhuǎn)速14相等的 情況下效率良好，則將系數(shù)A設(shè)為1，例如，在流體性能方面，如果在將壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速設(shè)為渦輪I的轉(zhuǎn)速14的2倍的情況下效率良好，則將系數(shù)A設(shè)為2?；蛘撸?，在流體性能方面，如果在將壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速設(shè)為渦輪I的轉(zhuǎn)速14的O. 8倍的情況下效率良好，則將系數(shù)A設(shè)為0.8。S卩，將在流體性能方面效率最好的壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速和渦輪I的轉(zhuǎn)速14的比設(shè)為系數(shù)A。而且，轉(zhuǎn)速指令器33構(gòu)成為，如下地生成轉(zhuǎn)速指令值46。(I)在“由電壓檢測(cè)器12檢測(cè)的電壓15”比“逆變器36能夠進(jìn)行動(dòng)作的最低電壓”更低的情況下，將轉(zhuǎn)速指令值46設(shè)為O。(2)在“由電壓檢測(cè)器12檢測(cè)的電壓15”與“逆變器36能夠進(jìn)行動(dòng)作的最低電壓”相同或更高的情況下，將轉(zhuǎn)速指令值46設(shè)定為通過“由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14” X系數(shù)B而求出的值。在此，例如，在流體性能方面，如果在使壓縮機(jī)38的轉(zhuǎn)速和渦輪I的轉(zhuǎn)速14相等的情況下效率良好，則將系數(shù)B設(shè)為1，例如，在流體性能方面，如果在將壓縮機(jī)38的轉(zhuǎn)速設(shè)為渦輪I的轉(zhuǎn)速14的2倍的情況下效率良好，則將系數(shù)B設(shè)為2?；蛘撸?，在流體性能方面，如果在將壓縮機(jī)38的轉(zhuǎn)速設(shè)為渦輪I的轉(zhuǎn)速14的O. 8倍的情況下效率良好，則將系數(shù)B設(shè)為0.8。S卩，將在流體性能方面效率最好的壓縮機(jī)38的轉(zhuǎn)速和渦輪I的轉(zhuǎn)速14的比設(shè)為系數(shù)B。另一方面，圖4是本發(fā)明中的實(shí)施例4的渦輪增壓機(jī)的圖。在該圖中，33a是轉(zhuǎn)速指令器。對(duì)與實(shí)施例2或?qū)嵤├?相同的構(gòu)成要素標(biāo)記與圖2或圖3相同的號(hào)碼而省略說明?？刂蒲b置17以由發(fā)電機(jī)2發(fā)電的電力作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)7、37。另外，本實(shí)施例的控制裝置17具備整流器3、平滑化電路4、直流總線5、逆變器6、36、轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11、轉(zhuǎn)速指令器33a、直流電源21以及二極管22。轉(zhuǎn)速指令器33a基于由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的渦輪I和發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)速14而針對(duì)電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)以及逆變器的多個(gè)組的各個(gè)而將電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速的指令值向逆變器輸出。即，將電動(dòng)機(jī)7和壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速的指令值16a向逆變器6輸出，將電動(dòng)機(jī)37和壓縮機(jī)38的轉(zhuǎn)速的指令值46a向逆變器36輸出。轉(zhuǎn)速指令器33a構(gòu)成為，如下地生成轉(zhuǎn)速指令值16a。(I)在“由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14”比常數(shù)Rl更小的情況下，將轉(zhuǎn)速指令值16a設(shè)為常數(shù)R2A。(2)在“由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14”與常數(shù)Rl相同或更高的情況下，將轉(zhuǎn)速指令值16a設(shè)定為“由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14” X系數(shù)A。在此，常數(shù)R2A是為了進(jìn)行最低限度的供氣而需要的壓縮機(jī)8的轉(zhuǎn)速。而且，轉(zhuǎn)速指令器33a構(gòu)成為，如下地生成轉(zhuǎn)速指令值46a。(I)在“由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14”比常數(shù)Rl更小的情況下，將轉(zhuǎn)速指令值46a設(shè)為常數(shù)R2B。(2)在“由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14”與常數(shù)Rl相同或更高的情況下，將轉(zhuǎn)速
指令值46a設(shè)定為“由轉(zhuǎn)速檢測(cè)器11檢測(cè)的轉(zhuǎn)速14” X系數(shù)B。在此，常數(shù)R2B是為了進(jìn)行最低限度的供氣而需要的壓縮機(jī)38的轉(zhuǎn)速。此外，與上述實(shí)施例2同樣地求出上述常數(shù)R1，與實(shí)施例3同樣地求出系數(shù)A、系數(shù)B。在上述實(shí)施例3和實(shí)施例4中，將來自分成多臺(tái)或多個(gè)部分的熱機(jī)或熱循環(huán)的廢氣混合而成的廢氣始終驅(qū)動(dòng)渦輪1，不需要用于廢氣的不平衡對(duì)策的連通管。另外，例如，在為了應(yīng)對(duì)環(huán)境限制而針對(duì)分成多臺(tái)或多個(gè)部分的熱機(jī)或熱循環(huán)設(shè)置共同的廢氣處理裝置的情況下，通過渦輪之前的高壓的廢氣通過配管，因而得到配管足夠細(xì)的效果。此外，在本發(fā)明中，由于在渦輪I和壓縮機(jī)8之間的距離長(zhǎng)的情況下，為了減小電線中的電位下降，也可以緊接在平滑化電路4之后追加升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器而將電壓升壓。另外，為了防止過電壓，也可以構(gòu)成為，在直流總線5的正負(fù)間經(jīng)由接觸器而追加再生電阻，在直流總線5的電壓超過逆變器6的輸入容許電壓的情況下，關(guān)閉接觸器。也可以對(duì)發(fā)電機(jī)2的交流輸出的零交叉點(diǎn)進(jìn)行計(jì)數(shù)而進(jìn)行渦輪I和發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)速檢測(cè)。此外，在這種情況下，不需要外置的測(cè)速發(fā)電機(jī)或編碼器。另外，在實(shí)施例3和實(shí)施例4中，示出具有2組電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)以及逆變器的組的示例，但在3組以上的情況下，也能夠是同樣的構(gòu)成。此外，當(dāng)然，本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，能夠添加各種變更。
權(quán)利要求
1.一種廢熱回收裝置，具備由廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪和壓縮氣體的壓縮機(jī)，其特征在于，具備: 發(fā)電機(jī)，通過所述渦輪的旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行電力發(fā)電； 電動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)所述壓縮機(jī)；以及 控制裝置，以所述電力作為動(dòng)力源來驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。
2.如權(quán)利要求I所述的廢熱回收裝置，其特征在于， 所述控制裝置，具備 整流器，將來自所述發(fā)電機(jī)的交流輸出整流而轉(zhuǎn)換成直流； 平滑化電路，使緊接在該整流器之后的直流電壓平滑； 直流總線，將所述電力從所述渦輪側(cè)向所述壓縮機(jī)側(cè)輸送； 逆變器，驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)； 轉(zhuǎn)速檢測(cè)器，檢測(cè)所述渦輪和所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速； 電壓檢測(cè)器，檢測(cè)所述直流總線的電壓；以及 轉(zhuǎn)速指令器，將基于所述轉(zhuǎn)速和所述電壓而算出的所述電動(dòng)機(jī)和所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速指令值輸出至所述逆變器。
3.如權(quán)利要求I所述的廢熱回收裝置，其特征在于， 所述控制裝置，具備 整流器，將來自所述發(fā)電機(jī)的交流輸出整流而轉(zhuǎn)換成直流； 平滑化電路，使緊接在該整流器之后的直流電壓平滑； 直流總線，將所述電力從所述渦輪側(cè)向所述壓縮機(jī)側(cè)輸送； 逆變器，驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)； 轉(zhuǎn)速檢測(cè)器，檢測(cè)所述渦輪和所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速； 直流電源，將電流供給至所述直流總線； 二極管，在來自所述渦輪和所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓不滿足于所述逆變器能夠進(jìn)行動(dòng)作的電壓的情況下，將所述電流供給至該逆變器；以及 轉(zhuǎn)速指令器，將基于所述轉(zhuǎn)速而算出的所述電動(dòng)機(jī)和所述壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速指令值輸出至所述逆變器。
4.如權(quán)利要求2至3的任一項(xiàng)所述的廢熱回收裝置，其特征在于， 針對(duì)I組所述渦輪和所述發(fā)電機(jī)，設(shè)置多臺(tái)所述電動(dòng)機(jī)和所述壓縮機(jī)。
全文摘要
具備由廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪(1)和壓縮氣體的壓縮機(jī)(8)的廢熱回收裝置，具備發(fā)電機(jī)(2)，通過渦輪(1)的旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行電力發(fā)電；電動(dòng)機(jī)(7)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)(8)；以及控制裝置(17)，以由發(fā)電機(jī)(2)發(fā)電的電力作為動(dòng)力源而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(7)。
文檔編號(hào)F02B33/40GK102959198SQ20118003264
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者新妻素直 申請(qǐng)人:株式會(huì)社 Ihi