液體用泵和蘭金循環(huán)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及液體用泵和具備該液體用泵的蘭金循環(huán)(Rankine Cycle，朗肯循環(huán))
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]最近，利用太陽光等自然能源或者各種廢熱(排熱)的能源系統(tǒng)受到關(guān)注。作為這樣的能源系統(tǒng)之一，有具有蘭金循環(huán)的系統(tǒng)。具有蘭金循環(huán)的系統(tǒng)通常通過高溫高壓的工作流體使膨脹機(jī)工作，通過由膨脹機(jī)從工作流體取出的動力來進(jìn)行發(fā)電。高溫高壓的工作流體由泵及熱源(太陽熱、地?zé)?、汽車的廢熱等熱源)生成。
[0003]如圖9所示，專利文獻(xiàn)I中記載了發(fā)電裝置300。發(fā)電裝置300具備設(shè)置有泵301、蒸發(fā)器302、膨脹機(jī)303以及冷凝器304的循環(huán)流路306。膨脹機(jī)303通過使在蒸發(fā)器302蒸發(fā)的工作介質(zhì)膨脹來從工作介質(zhì)取出動能。膨脹機(jī)303連接有發(fā)電機(jī)305，發(fā)電機(jī)305由膨脹機(jī)303驅(qū)動。液體的工作介質(zhì)由泵301加壓至預(yù)定的壓力，被送出至蒸發(fā)器302。
[0004]在冷凝器304與泵301之間的循環(huán)流路306設(shè)置有壓力傳感器311和溫度傳感器312。壓力傳感器311檢測泵301的入口側(cè)的工作介質(zhì)的壓力Ps。溫度傳感器312檢測泵301的入口側(cè)的工作介質(zhì)的溫度Ts。根據(jù)溫度傳感器312的檢測值導(dǎo)出在泵301入口處的工作介質(zhì)的飽和蒸氣壓力。根據(jù)該導(dǎo)出的飽和蒸氣壓和由壓力傳感器311檢測到的工作介質(zhì)的壓力求出兩者的差(差壓)，根據(jù)該差壓來調(diào)整泵301的輸出。由此，能夠抑制在泵301產(chǎn)生氣蝕(cavitat1n)。
[0005]如圖10所示，專利文獻(xiàn)2中記載了冷媒泵500。冷媒泵500具備密閉容器510、電動機(jī)單元511、泵機(jī)構(gòu)單元512、驅(qū)動軸513、吸入板516、吸入管521以及排出管520。電動機(jī)單元511具有定子511a和轉(zhuǎn)子511b。定子511a安裝于密閉容器510的外側(cè)，轉(zhuǎn)子511b配置于密閉容器510的內(nèi)側(cè)。在吸入板516的吸入管521的入口附近形成有將吸入板516的一部分切掉而得的切口部519。由此，確保了冷媒的吸入通路。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-202374號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-346820號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]專利文獻(xiàn)I的發(fā)電裝置300的泵301存在提高可靠性的余地。本公開提供一種具有高可靠性的液體用泵，即使氣體隨著液體一起導(dǎo)入液體用泵也能夠抑制結(jié)構(gòu)部件的損傷。
[0011]本公開提供一種液體用泵，具備:
[0012]容器；
[0013]供給管，從所述容器的外部向所述容器的內(nèi)部導(dǎo)入液體；
[0014]泵機(jī)構(gòu)，配置于所述容器的內(nèi)部，具有吸入所述液體的吸入孔和將通過所述吸入孔吸入的所述液體排出的排出孔；
[0015]吸入空間，在所述吸入孔的入口側(cè)位于所述容器的內(nèi)部，使所述供給管所形成的流路與所述吸入孔連通；以及
[0016]排出空間，在所述排出孔的出口側(cè)位于所述容器的內(nèi)部，與所述排出孔連通；
[0017]所述吸入空間具有氣體滯留區(qū)域，該氣體滯留區(qū)域在鉛直方向上比所述供給管的所述容器側(cè)的端部所形成的開口的中心靠上方，使與所述液體一起通過所述供給管導(dǎo)入的氣體滯留而與所述液體分離。
[0018]本公開的液體用泵，即使氣體隨著液體一起導(dǎo)入該液體用泵，也能夠抑制結(jié)構(gòu)部件的損傷，具有高的可靠性。
【附圖說明】
[0019]圖1是本公開的一例的液體用泵的縱剖視圖。
[0020]圖2是沿著圖1所示的液體用泵的I1-1I線的橫剖視圖。
[0021]圖3是沿著圖1所示的液體用泵的II1-1II線的橫剖視圖。
[0022]圖4是本公開的一例的蘭金循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖5是第I變形例的液體用泵的縱剖視圖。
[0024]圖6是沿著圖5所示的液體用泵的V1-VI線的橫剖視圖。
[0025]圖7是第2變形例的液體用泵的縱剖視圖。
[0026]圖8是沿著圖7所示的VII1-VIII線的橫剖視圖。
[0027]圖9是以往的發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖10是以往的冷媒泵的縱剖視圖。
[0029]標(biāo)號說明
[0030]Ia?Ic液體用泵
[0031]2加熱器
[0032]3膨脹機(jī)
[0033]4散熱器
[0034]10容器
[0035]11電動機(jī)
[0036]12泵機(jī)構(gòu)
[0037]13軸
[0038]18排出空間
[0039]19吸入空間
[0040]19a 上部空間
[0041]19b 下部空間
[0042]19c 氣體滯留區(qū)域
[0043]19d 蓄積區(qū)域
[0044]21供給管
[0045]21c 開口的中心
[0046]21e供給管的容器側(cè)的端部
[0047]22吸入孔
[0048]22c吸入孔的入口的中心
[0049]22 i吸入孔的入口
[0050]23排出孔
[0051]23ο排出孔的出口
[0052]27分隔構(gòu)件
[0053]100蘭金循環(huán)裝置
【具體實(shí)施方式】
[0054]在上述以往的技術(shù)中，在發(fā)電裝置300中，由冷凝器304冷凝后的液體的工作介質(zhì)被吸入泵301。具有發(fā)電裝置300這樣的蘭金循環(huán)的系統(tǒng)的泵多利用齒輪泵和回轉(zhuǎn)泵等容積型泵、或者離心泵等速度型泵。若在泵的內(nèi)部流動的工作流體產(chǎn)生氣蝕，則泵的內(nèi)部的主要部件會產(chǎn)生損傷。
[0055]氣蝕是在流體機(jī)械中，由于在該流體機(jī)械的內(nèi)部流動的液體的工作流體的壓力局部達(dá)到飽和蒸氣壓，工作流體沸騰而產(chǎn)生小的氣泡的現(xiàn)象。由于該氣泡破裂時(shí)的沖擊壓力，在流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)部件會產(chǎn)生侵蝕。例如，若流體機(jī)械為速度型的流體機(jī)械，則葉片等主要部件會產(chǎn)生損傷。
[0056]另外，在冷凝器冷凝后的工作流體，因與由配管導(dǎo)致的工作流體的流動的壓力損失相伴的壓力降低或者由受熱導(dǎo)致的溫度上升等，可能在吸入泵之前從液體狀態(tài)變化為氣液二相狀態(tài)。在該情況下，氣體隨著液體一起被導(dǎo)入泵，所以與在流體機(jī)械產(chǎn)生氣蝕的情況同樣地，泵的結(jié)構(gòu)部件可能產(chǎn)生損傷。另外，由于在導(dǎo)入泵的工作流體中混入氣體，來自泵的工作流體的排出量會變動。因此，在蘭金循環(huán)中產(chǎn)生工作流體的循環(huán)量的變動或者工作流體的壓力的變動。結(jié)果，通過由膨脹機(jī)回收的動力進(jìn)行的發(fā)電的輸出變得不穩(wěn)定，或者可能產(chǎn)生配管的振動。
[0057]根據(jù)發(fā)電裝置300，基于壓力傳感器311和溫度傳感器312的輸出值來控制泵301的轉(zhuǎn)速。由此，將吸入泵301的工作介質(zhì)維持為液體狀態(tài)，防止氣蝕或者氣液二相狀態(tài)的工作介質(zhì)的吸入。但是，在發(fā)電裝置300中，在從使泵301的轉(zhuǎn)速變動后到泵的入口處的工作介質(zhì)的狀態(tài)變動為止的響應(yīng)時(shí)間可能產(chǎn)生延遲。因此，在蒸發(fā)器302中的熱源的溫度或者熱源的熱量的變化以及在冷凝器304中的散熱溫度或者散熱量的變化等循環(huán)變動產(chǎn)生時(shí)，氣液二相狀態(tài)的工作介質(zhì)可能流入泵301。另外，在發(fā)電裝置300的起動運(yùn)轉(zhuǎn)期間等循環(huán)處于過渡期的狀態(tài)時(shí)，氣液二相狀態(tài)的工作介質(zhì)也可能流入泵301。另外，因?yàn)樾枰獕毫鞲衅?11和溫度傳感器312，所以裝置的構(gòu)造變得復(fù)雜，裝置的制造成本高。
[0058]在冷媒泵500中，僅是通過切口部519來確保冷媒的吸入通路。
[0059]本公開的第I技術(shù)方案，提供一種液體用泵，具備:
[0060]容器；
[0061]供給管，從所述容器的外部向所述容器的內(nèi)部導(dǎo)入液體；
[0062]泵機(jī)構(gòu)，配置于所述容器的內(nèi)部，具有吸入所述液體的吸入孔和將通過所述吸入孔吸入的所述液體排出的排出孔；
[0063]吸入空間，在所述吸入孔的入口側(cè)位于所述容器的內(nèi)部，使所述供給管所形成的流路與所述吸入孔連通；以及
[0064]排出空間，在所述排出孔的出口側(cè)位于所述容器的內(nèi)部，與所述排出孔連通；
[0065]所述吸入空間具有氣體滯留區(qū)域，該氣體滯留區(qū)域在鉛直方向上比所述供給管的所述容器側(cè)的端部所形成的開口的中心靠上方，使與所述液體一起通過所述供給管導(dǎo)入的氣體滯留而與所述液體分離。
[0066]根據(jù)第I技術(shù)方案，即使氣體隨著液體一起通過供給管導(dǎo)入，通過氣體在吸入空間的氣體滯留區(qū)域滯留，氣體也會從液體分離，僅液體容易到達(dá)吸入孔的入口。另外，通過如上述那樣設(shè)定供給管的容器側(cè)的端部與吸入孔的入口的位置關(guān)系，氣體難以到達(dá)吸入孔的入口。另外，在該情況下，氣體滯留區(qū)域不會給從所述供給管流入的所述液體的流動帶來影響(被隔離)。由此，即使氣體隨著液體一起被導(dǎo)入，氣體向泵機(jī)構(gòu)的流入也會受到阻礙，所以能夠抑制泵機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)部件的損傷。另外，第I技術(shù)方案的液體用泵具備吸入空間和排出空間，由此，能夠抑制與泵機(jī)構(gòu)中的液體的吸入或者液體的排出相伴的脈動傳播至液體用泵的外部。
[0067]本公開的第2技術(shù)方案提供一種液體用泵，在第I技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述供給管的所述容器側(cè)的端部在鉛直方向上位于所述吸入孔的入口的高度或比所述吸入孔的入口靠上方。根據(jù)第2技術(shù)方案，通過如上述那樣設(shè)定供給管的容器側(cè)的端部與吸入孔的入口的位置關(guān)系，氣體難以到達(dá)吸入孔的入口。因此，即使氣體隨著液體一起被導(dǎo)入，氣體向泵機(jī)構(gòu)的流入也會進(jìn)一步受到阻礙，所以能夠抑制泵機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)部件的