JP6376492B2 - 空冷ユニット - Google Patents
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Description
(Additional benefits and advantages of the disclosed embodiments will be apparent from the specification and Figures. The benefits and/or advantages may be individually provided by the various embodiments and features of the specification and drawings disclosure, and need not all be provided in order to obtain one or more of the same.)
ランキンサイクル装置に用いられる空冷ユニットであって、
作動媒体を膨張させてエネルギーを回収する膨張機と、
冷却用の空気の風路上に配置され、前記風路を流れる空気によって前記作動媒体を冷却する凝縮器と、
前記膨張機と前記風路との間の伝熱を低減する伝熱低減体とを備える。
ランキンサイクル装置に用いられる空冷ユニットであって、
作動媒体を膨張させてエネルギーを回収する膨張機と、
冷却用の空気の風路上に配置され、前記風路を流れる空気によって前記作動媒体を冷却する凝縮器と、
前記膨張機と前記風路との間の伝熱を低減する伝熱低減体とを備える。
図1及び図2に示すように、本実施形態の空冷ユニット100は、膨張機11、凝縮器12、ポンプ13、接続部14、接続部15、制御器16及び筐体30を備えている。膨張機11、凝縮器12、ポンプ13及び制御器16は、筐体30に収納されている。図3に示すように、空冷ユニット100は、蒸発器24を備えたランキンサイクル装置106を構築するために使用される。ランキンサイクル装置106は、膨張機11、凝縮器12、ポンプ13及び蒸発器24を備えており、これらの構成要素は、閉回路を形成するように配管によって上記の順番で環状に接続されている。ランキンサイクル装置106は、熱源104から熱を回収する。すなわち、熱源104から供給された熱によって蒸発器24の中の作動媒体が加熱される。熱源104の種類は特に限定されない。熱源104の一例は、工場の廃熱経路である。廃熱経路には、廃熱を運ぶ熱媒体(空気、排気ガス、水蒸気、オイルなど)が流れる。
図5に示すように、本実施形態の空冷ユニット200は、実施形態1の空冷ユニット100に加え、再熱器21、バイパス流路22及び制御弁23を備えている。再熱器21、バイパス流路22及び制御弁23は、筐体30に収納されている。バイパス流路22は、作動媒体を膨張機11に流入させる流路50と、膨張機11から吐出された作動流体が流れる流路52とを膨張機11の外部で接続することにより、膨張機11をバイパスしている流路である。すなわち、バイパス流路22は、作動媒体が膨張機11を経由せずに再熱器21に流入することを可能にする流路である。空冷ユニット200が再熱器21を有していない場合、作動流体は、バイパス流路22を経由して凝縮器12に供給されうる。制御弁23は、バイパス流路22に配置されており、バイパス流路22における作動媒体の流量を調節する。
で個別に覆う必要が無い。膨張機収納部32を断熱材37で囲うことによって膨張機収納部32を断熱することも可能である。その結果、空冷ユニット200の製造工程を簡略化できる。もちろん、膨張機11、再熱器21、バイパス流路22及び制御弁23が個別に断熱材で覆われていてもよい。
図6に示すように、本実施形態の空冷ユニット300は、蒸発器102をさらに備えている。蒸発器102は、筐体30に収納されている。蒸発器102は、再熱器21から流出した作動媒体を空冷ユニット300の外部から供給された熱媒体(水、オイルなど)によって加熱し、蒸発させる。蒸発器102として、プレート熱交換器などの公知の熱交換器を使用できる。空冷ユニット300によれば、空冷ユニットの外部に蒸発器24を設けることが不要となる。
図7に示すように、本実施形態の空冷ユニット400は、ファン18が筐体30の上部に配置されている。凝縮器12は、その全体を上から見たとき、U字の形状を有する。U字の形状を有する凝縮器12は、設置面積に対する伝熱面積の増加に有利である。凝縮器12は、筐体30の複数の側面(詳細には、3つの側面)に沿って配置されている。筐体30の複数の側面(3つの側面)から筐体30の内部空間に吸い込まれた空気が凝縮器12を経由して上に向かって吹き出されるように、凝縮器12のための風路が形成されている。凝縮器12がU字の形状を有するので、膨張機収納部32は凝縮器12によって3つの方向から囲まれている。膨張機11と凝縮器12との間には仕切り19があるので、膨張機11と凝縮器12との間の伝熱が仕切り19によって低減される。
図8に示すように、本実施形態の空冷ユニット500は、膨張機11、凝縮器12、ファン18、仕切り19及び筐体30を備えている。膨張機11、凝縮器12及び仕切り19は、筐体30に収納されている。
12 凝縮器
13 ポンプ
14,15 接続部
16 制御器
17 発電機
18 ファン
19,20 仕切り
21 再熱器
22 バイパス流路
23 制御弁
24 蒸発器
32 膨張機収納部
34 凝縮器収納部
36,37 断熱材
38 ポンプ収納部
40 流路
40a,40b 分岐流路
50 流路(第1流路)
51 流路(第2流路)
52 流路
100,200,300,400,500 空冷ユニット
102 蒸発器
104 熱源
106 ランキンサイクル装置
Claims (16)
- ランキンサイクル装置に用いられる空冷ユニットであって、
作動媒体を膨張させてエネルギーを回収する膨張機と、
冷却用の空気の風路上に配置され、前記風路を流れる空気によって前記作動媒体を冷却する凝縮器と、
前記膨張機及び前記凝縮器を収納している筐体と、
前記膨張機と前記風路との間の伝熱を低減する伝熱低減体とを備える、空冷ユニット。 - 前記伝熱低減体は、前記膨張機と前記風路との間に配置された仕切りを備える、請求項1に記載の空冷ユニット。
- 前記筐体は、
前記仕切りにより仕切られた、
前記膨張機を収納する膨張機収納部と、
前記凝縮器を収納する凝縮器収納部とを備える、請求項2に記載の空冷ユニット。 - 前記凝縮器から吐出された前記作動媒体を循環させるポンプをさらに備えた、請求項1−3のいずれか1項に記載の空冷ユニット。
- 前記膨張機は、前記ポンプよりも上側に位置している、請求項4に記載の空冷ユニット。
- 前記筐体内に、前記凝縮器から吐出された前記作動媒体を循環させるポンプをさらに備え、
前記伝熱低減体は、
前記筐体の内部に配置され、前記筐体の内部空間を、少なくとも、前記膨張機が配置された膨張機収納部と、前記凝縮器が配置された凝縮器収納部と、前記ポンプが配置されたポンプ収納部とに仕切る仕切りを備えた、請求項1に記載の空冷ユニット。 - 前記筐体内に、前記凝縮器から吐出された前記作動媒体を循環させるポンプをさらに備え、
前記膨張機を前記空冷ユニットの外部に設けられた蒸発器に接続するための第1流路が前記膨張機収納部を経由して前記筐体の外部に延びており、
前記ポンプを前記空冷ユニットの外部に設けられた前記蒸発器に接続するための第2流路が前記膨張機収納部を経由して前記筐体の外部に延びており、
前記蒸発器の出口と接続された配管を前記第1流路に接続するための第1接続部及び前記蒸発器の入口と接続された配管を前記第2流路に接続するための第2接続部が前記筐体の外部にそれぞれ位置している、請求項3に記載の空冷ユニット。 - 前記膨張機収納部を囲んでいる第1の断熱材をさらに備えた、請求項3、6、7のいずれか1項に記載の空冷ユニット。
- 前記作動媒体が前記膨張機をバイパスして流れるバイパス流路と、
前記バイパス流路に配置され、前記バイパス流路における前記作動媒体の流量を調節する制御弁と、
をさらに備えた、請求項1−8のいずれか1項に記載の空冷ユニット。 - 前記空冷ユニット又は前記ランキンサイクル装置の制御を行う制御器をさらに備え、
前記ポンプから吐出された前記作動媒体で前記制御器が冷却される、請求項4−6のいずれか1項に記載の空冷ユニット。 - 前記ポンプから吐出された前記作動媒体と前記膨張機から吐出された前記作動媒体との間で熱交換を生じさせる再熱器をさらに備えた、請求項4−6、10のいずれか1項に記載の空冷ユニット。
- 前記凝縮器の風上側に配置され、前記凝縮器に空気を供給するファンをさらに備えた、請求項1−11のいずれか1項に記載の空冷ユニット。
- 前記凝縮器の風上側に配置され、前記空冷ユニット又は前記ランキンサイクル装置の制御を行う制御器をさらに備えた、請求項1−6のいずれか1項に記載の空冷ユニット。
- 前記作動媒体を蒸発させる蒸発器をさらに備えた、請求項1−6、11、13のいずれか1項に記載の空冷ユニット。
- 前記伝熱低減体は、前記膨張機を囲んでいる第2の断熱材を備える、請求項1−14のいずれか1項に記載の空冷ユニット。
- 請求項1−15のいずれか1項に記載の空冷ユニットを備えるランキンサイクル装置。
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