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公開番号2025082455
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-29
出願番号2023195782
出願日2023-11-17
発明の名称発電システム
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人R&C
主分類F02G 5/00 20060101AFI20250522BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】任意のタイミングで蓄えた熱エネルギーから必要な電力を得る発電システムを提供する。
【解決手段】冷媒Reを循環させる第一ポンプ32と、第一ポンプ32から吐出された冷媒Reを蒸発させる蒸発器33と、蒸発器33から流出した冷媒Reに基づいて、発電機38から運転可能な運動エネルギーを出力する膨張機34と、膨張機34から流出した冷媒Reを凝縮させる凝縮器36と、を有する発電ユニットGと、蒸発器33にて熱交換可能な流体Cmの熱エネルギーを蓄える蓄熱部52と、流体Cmを蒸発器33に供給可能な第二ポンプ54とを有する蓄熱ユニットSと、を備えた。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
冷媒を循環させる第一ポンプと、当該第一ポンプから吐出された前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、当該蒸発器から流出した前記冷媒に基づいて、発電機を運転可能な運動エネルギーを出力する膨張機と、当該膨張機から流出した前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、を有する発電ユニットと、
前記蒸発器にて熱交換可能な流体の熱エネルギーを蓄える蓄熱部と、前記流体を前記蒸発器に供給可能な第二ポンプとを有する蓄熱ユニットと、を備えている発電システム。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記蓄熱部に蓄えられた前記流体の温度を検知する温度センサと、前記第一ポンプと、前記蓄熱部の前記流体を前記蒸発器に供給する供給量を調節可能なバルブと、前記第二ポンプ及び前記バルブの作動を制御する制御部と、を更に備え、
前記制御部は、車両において必要とする要求発電量及び前記発電ユニットで発電する実発電量の差分と、前記温度センサで検知される温度とに基づいて、前記第二ポンプまたは前記バルブの少なくとも一方を制御する請求項１に記載の発電システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記要求発電量が前記実発電量を超えるとき、前記差分を補うために必要な前記流体の目標流量を演算し、当該目標流量の前記流体を前記蒸発器に供給するように前記第二ポンプ及び前記バルブを制御し、前記要求発電量が前記実発電量より小さいとき、前記流体を前記蒸発器に供給せずに前記車両の廃熱源からの熱エネルギーを前記蓄熱部に蓄えるように前記第二ポンプまたは前記バルブの少なくとも一方を制御する請求項２に記載の発電システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記第一ポンプが作動しないとき、前記車両の前記廃熱源からの熱エネルギーを前記蓄熱部に蓄える制御を実行する請求項３に記載の発電システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電システムに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
車両で発生する廃熱をランキンサイクルで駆動力に変換して利用する構成と、車両で発生する廃熱を蓄熱器に蓄え、このように蓄えた熱エネルギーをランキンサイクルの冷媒に与えることが可能に構成された廃熱利用装置が特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１は、内燃機関の冷却水が流れる流路中に加熱器を配置し、この加熱器の内部において冷却水が流れる廃熱流体経路と、作動流体が流れる作動流体経路とを形成しており、廃熱流体経路と作動流体経路との境界に蓄熱材が配置した構成が記載されている。
【０００４】
この特許文献１では、作動流体経路に流れる作動流体をポンプによって加熱器、膨張機、凝縮器などに循環させ、膨張機において熱エネルギーを駆動力に変換するランキンサイクルが構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００５－１６３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された廃熱利用装置は、内燃機関から冷却水に与えられる廃熱エネルギー量が大きい場合には、蓄熱材に熱エネルギーが蓄えられ、内燃機関の廃熱エネルギー量が低下した場合に、蓄熱材に蓄えられた熱エネルギーが作動流体に放出され、膨張機において駆動力に変換する構成を有している。
【０００７】
つまり、車両の廃熱を利用したランキンサイクルで発電を行い、車両の廃熱を蓄熱材に蓄え、この蓄熱材に蓄えた熱エネルギーでランキンサイクルの冷媒の温度上昇を図るものである。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された廃熱利用装置では、廃熱によって温度が変化する冷却水が常に蓄熱材に接触するため、例えば、冷媒の温度が大きく低下する状況では、蓄熱材の温度も低下することになり、蓄熱材の熱エネルギーを利用して発電量の増大を図ることが困難となることもあり、改善の余地がある。
【０００９】
このような理由から、任意のタイミングで蓄えた熱エネルギーから必要な電力を得る発電システムが求められる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る発電システムの特徴構成は、冷媒を循環させる第一ポンプと、当該第一ポンプから吐出された前記冷媒を蒸発させる蒸発器と、当該蒸発器から流出した前記冷媒に基づいて、発電機を運転可能な運動エネルギーを出力する膨張機と、当該膨張機から流出した前記冷媒を凝縮させる凝縮器と、を有する発電ユニットと、前記蒸発器にて熱交換可能な流体の熱エネルギーを蓄える蓄熱部と、前記流体を前記蒸発器に供給可能な第二ポンプとを有する蓄熱ユニットと、を備えている点にある。
（【００１１】以降は省略されています）

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