JP6576106B2 - Heat utilization device - Google Patents
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Description
本発明は熱利用装置に関し、特に工場等排熱を回収して発電するための発電装置として用いられる熱利用装置に関する。 The present invention relates to a heat utilization device, and more particularly to a heat utilization device used as a power generation device for recovering waste heat from a factory or the like to generate power.
特許文献1には、蒸発器、タービン発電機(膨張機)、凝縮器、ポンプ、及びリザーバタンク(気液分離器)から形成されたランキン回路を有する排熱発電装置が開示されている。この排熱発電装置では、蒸発器及び凝縮器の正面に、熱媒体と排熱発電装置の作動媒体との出入口となるフランジを集約して設け、蒸発器の背面と凝縮器の背面とを対向することにより、排熱発電装置におけるメンテナンス性及び組立て時における作業性を向上するとともに、排熱発電装置の小型化を実現している。
上記装置では、ランキン回路を構成する上記各機器と配管との接続はフランジ接続となっている。フランジ接続は、締結したボルトを外すだけで接続を解除することができるため、メンテナンス作業が容易に行え、また、耐熱耐圧の信頼性も高い等の理由から、特に高温高圧の作動媒体が流れる配管の接続に従来から多用されている。
機器及び配管に使用されるフランジは、例えばJIS規格等において、機器及び配管を流れる作動媒体の圧力、温度等に応じて、材質、外径、板厚等が予め規定されている。
In the said apparatus, the connection of said each apparatus and piping which comprise a Rankine circuit is a flange connection. Since the flange connection can be released simply by removing the bolts that have been fastened, the maintenance work can be performed easily and the reliability of heat and pressure resistance is high. Conventionally, it has been widely used for connection.
For example, in the JIS standard, the material, the outer diameter, the plate thickness, and the like of the flange used for the device and the pipe are specified according to the pressure, temperature, and the like of the working medium flowing through the device and the pipe.
上記装置では、複数の蒸発器及び凝縮器が背面同士合わせた状態で、それぞれ水平方向に並んで配置されている。そして、各蒸発器及び各凝縮器の正面には、上下に離間して突出された一対の作動媒体流通用の入出口フランジと、上下に離間して突出された一対の熱媒体流通用の入出口フランジとの合計4つのフランジがそれぞれ集約して設けられている。従って、蒸発器及び凝縮器の正面ひいては背面の面積が増大する。また、隣り合う蒸発器のフランジ同士、隣り合う凝縮器のフランジ同士の接触干渉を避けるべく、隣り合う蒸発器及び凝縮器は、それぞれ若干の隙間を有して配置せざるを得ない。これらの隙間がデッドスペースとなることにより、装置全体の小型化が阻害されるおそれがある。 In the said apparatus, the some evaporator and the condenser are arrange | positioned along with the horizontal direction, respectively in the state which put the back surfaces together. In front of each evaporator and each condenser, a pair of working medium circulation inlet / outlet flanges that protrude apart from each other and a pair of heat medium circulation inlets that protrude away from each other vertically. A total of four flanges, including the outlet flange, are provided together. Therefore, the area of the front surface of the evaporator and the condenser and the rear surface thereof is increased. Further, in order to avoid contact interference between the flanges of the adjacent evaporators and between the flanges of the adjacent condensers, the adjacent evaporators and the condensers must be arranged with a slight gap between them. When these gaps become dead spaces, there is a possibility that downsizing of the entire apparatus may be hindered.
また、上記装置では、蒸発器及び凝縮器の背面同士が対向配置されているため、装置の正面から背面に向かう奥行方向の寸法が増大し、これもまた装置全体の小型化を阻害する要因の一つとなるおそれがある。
また、上記装置では、蒸発器と凝縮器とを近接配置したときに生じる熱伝導の弊害や、装置の再起動時おける冷媒の性状については格別な配慮がなされていない。
Further, in the above apparatus, since the back surfaces of the evaporator and the condenser are opposed to each other, the dimension in the depth direction from the front to the back of the apparatus increases, which is also a factor that hinders downsizing of the entire apparatus. There is a risk of becoming one.
In the above apparatus, no special consideration has been given to the adverse effects of heat conduction that occur when the evaporator and the condenser are arranged close to each other and the properties of the refrigerant when the apparatus is restarted.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、メンテナンス性、組立性、及び信頼性を向上しながら、より一層の小型化を実現することができる熱利用装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to use heat that can realize further downsizing while improving maintainability, assemblability, and reliability. To provide an apparatus.
上記目的を達成するため、本発明の熱利用装置は、作動媒体が循環する循環路に、高温流路を流れる高温熱媒体から熱回収して作動媒体を加熱する蒸発器、該蒸発器を経由した作動媒体を膨張させて駆動力を発生する膨張機、該膨張機を経由した作動媒体を低温流路を流れる低温熱媒体により冷却して凝縮させる凝縮器、及び、該凝縮器を経由した作動媒体を蒸発器に向けて圧送するポンプが少なくとも順次介挿されてなるランキン回路と、ランキン回路が収容される筐体とを備え、蒸発器は、上下に離間して突出されるとともに、循環路の配管が接続される一対の第1入出口フランジを有する蒸発器正面、蒸発器正面の裏側であって、上下に離間して突出されるとともに、高温流路の配管が接続される一対の第2入出口フランジを有する蒸発器背面、及び、凝縮器に対向する蒸発器対向面を有し、凝縮器は、上下に離間して突出されるとともに、循環路の配管が接続される一対の第3入出口フランジを有する凝縮器正面、凝縮器正面の裏側であって、上下に離間して突出されるとともに、低温流路の配管が接続される一対の第4入出口フランジを有する凝縮器背面、及び、蒸発器対向面に対向する凝縮器対向面を有し、蒸発器及び凝縮器は、筐体内において、蒸発器正面及び凝縮器正面、蒸発器背面及び凝縮器背面がそれぞれ同じ側に向けて配置されている。 In order to achieve the above object, a heat utilization apparatus of the present invention is provided with an evaporator that recovers heat from a high-temperature heat medium flowing through a high-temperature flow path and heats the working medium in a circulation path through which the working medium circulates. An expander that expands the working medium generated to generate a driving force, a condenser that cools and condenses the working medium that has passed through the expander with a low-temperature heat medium that flows through the low-temperature flow path, and an operation that passes through the condenser A Rankine circuit in which a pump for pumping a medium toward the evaporator is inserted at least in sequence, and a housing in which the Rankine circuit is accommodated. A pair of first inlet / outlet flanges to which the first pipe is connected, and a rear side of the front of the evaporator. 2 steam with flanges A condenser having a pair of third inlet / outlet flanges connected to the circulation pipe and protruding from the upper and lower sides of the condenser. A condenser front face, a condenser rear face, and a condenser rear face having a pair of fourth inlet / outlet flanges that protrude apart from each other and are connected to a pipe of a low-temperature flow path. The evaporator front face and the condenser front face, the evaporator rear face, and the condenser rear face are respectively arranged on the same side in the housing.
本発明の熱利用装置によれば、メンテナンス性、組立性、及び信頼性を向上しながら、より一層の小型化を実現することができる熱利用装置を提供する。 According to the heat utilization apparatus of the present invention, it is possible to provide a heat utilization apparatus that can realize further downsizing while improving maintainability, assembly performance, and reliability.
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態の熱利用装置1の構成を概略的に示した模式図である。熱利用装置1は、例えば図示しない工場等の排熱を回収するランキン回路2と、ランキン回路2が収容される筐体4とから構成されている。
ランキン回路2は、冷媒(作動媒体)の循環路6に、冷媒の流れ方向から順に蒸発器8、膨張機10、凝縮器12、気液分離器14、ポンプ16が順に介挿された閉回路を構成している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of the
The Rankine
蒸発器8は、循環路6を流れる冷媒と、高温流路18を流れる高温熱媒体(熱媒体)とを熱交換させる熱交換器である。高温熱媒体は、例えば工場内で加熱された冷却水、即ち温水であって、蒸発器8では、高温熱媒体から工場の排熱がランキン回路2側に吸熱されて回収され、これに伴い冷媒が加熱される。
The
膨張機10は、蒸発器10を経由することにより加熱されて過熱蒸気の状態となった冷媒を膨張させ、回転駆動力を発生するスクロール式の流体機器である。膨張機10とポンプ16とは回転軸19を介して連結されており、回転軸19には、膨張機10とポンプ16との間に、膨張機10により発生した回転駆動力を電力変換して熱利用装置1の外部で利用可能とする発電機20が一体に連結されている。発電機20は、いわゆるモータジェネレータであって、モータ機能により回転軸19を回転駆動可能に構成されている。
The
凝縮器12は、膨張機10から流出される冷媒と、低温流路22を流れる低温熱媒体(熱媒体)とを熱交換させて凝縮液化する熱交換器である。低温熱媒体は、例えば外気や冷却水であって、凝縮器12では膨張機10で動力回収された後の高温冷媒からの放熱を行う。
気液分離器14は、凝縮器12にて凝縮された冷媒を気液二層に分離し、ここで分離された液冷媒のみがポンプ16側に流出される。
The
The gas-
ポンプ16は、発電機20のモータ機能や、膨張機10で発生した駆動力により回転軸19を介して回転駆動されるポンプである。ポンプ16は、凝縮器12で凝縮された後、気液分離器14で分離された液冷媒を蒸発器8側に圧送し、ランキン回路8の循環路6において冷媒を好適に循環させる。
The
図2は本発明の第1実施形態に係る熱利用装置1の透視斜視図であり、図3は熱利用装置の正面図、図4は熱利用装置の側面図、図5は熱利用装置の背面図である。熱利用装置1は、ランキン回路2の上記した各構成機器を板金等からなる直方体の筐体4内に収容することによりユニット化されている。筐体4には、何れも図示しないが、ランキン回路2の上記各構成機器にアクセス可能なメンテナンス用の開口、扉や、高温及び低温流路18、22の配管の挿通開口が適宜設けられている。また、筐体4内には上記各構成機器を支持、位置決めするためのフレーム(不図示)が適宜固定されている。
2 is a perspective view of the
本実施形態では、蒸発器8及び凝縮器12は、真空断熱材等の断熱部材23を介して上下方向Yに並んで近接配置されている。具体的には、凝縮器12は蒸発器8の下側に配置されている。また、膨張機10、発電機20、及びポンプ16は、円筒状のハウジング内に収容された1つのユニット25とされ、このユニット25は凝縮器12の下側に配置され、筐体4の底部に固定されている。また、気液分離器14は、ユニット25よりも上側であって、図4の奥行方向Zで見て筐体4の正面板4a側に、凝縮器12と上下方向Yで一部が重なるようにして配置されている。
In the present embodiment, the
循環路6は、蒸発器8に対する冷媒の入口にフランジ接続される配管6a、蒸発器8に対する冷媒の出口にフランジ接続される配管6b、凝縮器12に対する冷媒の入口にフランジ接続される配管6c、凝縮器12に対する冷媒の出口にフランジ接続される配管6d、気液分離器14の出口に接続される配管6eを含む。これら配管6a〜6eは蛇腹状のフレキシブル配管が適宜継手されて形成され、これより筐体4内におけるランキン回路2の上記各構成機器及び配管6a〜6eの若干の変位が許容されている。
The
蒸発器8は、蒸発器正面8a、蒸発器正面8aの裏側である蒸発器背面8b、及び凝縮器12に対向する下面(蒸発器対向面)8cを有している。蒸発器正面8aには、冷媒入口となる第1入口フランジ26aと、冷媒出口となる第1出口フランジ26bとが上下に離間して突出されている。第1入口フランジ26aは図3で見て蒸発器正面8aの下側左隅に配置され、配管6aが接続された配管側フランジ6a1が締結されている。第1出口フランジ26bは図3で見て蒸発器正面8aの上側左隅に配置され、配管6bが接続された配管側フランジ6b1が締結されている。
The
図6(a)は、配管側フランジ6a1と配管6aとの接続態様を示す斜視図であり、図6(b)は図6(a)の平面図である。図6(a)、(b)に示すように、配管6aは配管側フランジ6a1の外周部6a2に例えばねじ込みや溶接等で接続されている。そして、配管側フランジ6a1には、冷媒の流れを第1入口フランジ26aの突出方向から第1入口フランジ26aの径方向に変える流路6a3が配管6aに連通するようにして穿孔されている。
Fig.6 (a) is a perspective view which shows the connection aspect of the piping side flange 6a1 and the
また、配管側フランジ6a1に流路6a3内の冷媒圧力を導圧可能な導圧路6a4を穿孔し、この導圧路6a4を外周部6a2に開口しても良い。図6(a)、(b)の場合には、導圧路6a4は継手27で塞がれている。継手27には、圧力スイッチ、圧力センサ、安全弁、冷媒封入・排出用の遮断弁(何れも不図示)等を接続可能である。なお、配管側フランジ6b1、6c1も図6(a)、(b)のように形成される。
Further, a pressure guiding path 6a4 capable of guiding the refrigerant pressure in the flow path 6a3 may be drilled in the pipe side flange 6a1, and the pressure guiding path 6a4 may be opened in the outer peripheral part 6a2. In the case of FIGS. 6A and 6B, the
蒸発器背面8bには、高温熱媒体入口となる第2入口フランジ28aと、高温熱媒体出口となる第2入口フランジ28bとが上下に離間して突出されている。第2入口フランジ28aは図5で見て蒸発器背面8bの上側左隅に配置され、高温流路18の図示しない配管のフランジが締結される。第2出口フランジ28bは図5で見て蒸発器背面8bの下側左隅に配置され、高温流路18の図示しない配管のフランジが締結される。
A
凝縮器12は、凝縮器正面12a、凝縮器正面12aの裏側である凝縮器背面12b、及び蒸発器8に対向する上面(凝縮器対向面)12cを有している。凝縮器正面12aには、冷媒入口となる第3入口フランジ30aと、冷媒出口となる第3出口フランジ30bとが上下に離間して突出されている。第3入口フランジ30aは図3で見て凝縮器正面12aの上側右隅に配置され、配管6cが接続された配管側フランジ6c1が締結されている。第3出口フランジ30bは図3で見て凝縮器正面12aの下側右隅に配置され、配管6dが接続された配管側フランジ6d1が締結されている。なお、配管側フランジ6c1、6d1も図6(a)、(b)のように形成される。
The
また、図3及び図4に示すように、配管6dは気液分離器14側にはねじ込みや溶接等で接続される。しかし、これに限らず、図7の変形例に示すように、気液分離器14と凝縮器12との接続はフランジ接続であっても良い。この場合には、気液分離器14は、その周壁から突設された分離器側フランジ14aを有し、この分離器側フランジ14aが第3出口フランジ30bと直接に締結され、配管6dは不要となる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
一方、凝縮器背面12bには、低温熱媒体入口となる第4入口フランジ32aと、低温熱媒体出口となる第4入口フランジ32bとが上下に離間して突出されている。第4入口フランジ32aは図5で見て凝縮器背面12bの上側右隅に配置され、低温流路22の図示しない配管のフランジが締結される。第4出口フランジ32bは図5で見て凝縮器背面12bの下側右隅に配置され、低温流路22の図示しない配管のフランジが締結される。
On the other hand, a
このように、本実施形態の熱利用装置1では、蒸発器8及び凝縮器12は、筐体4内において、蒸発器正面8a及び凝縮器正面12aが直方体をなす筐体4の正面板4a(図4参照)と対向するように同じ側に向けて配置されている。即ち、図4から明らかなように、冷媒流通用の第1及び第3入出口フランジ26a、26b、30a、30bが若干の段差を有する蒸発器正面8a及び凝縮器正面12aに設けられる一方、熱媒体流通用の第2及び第4入出口フランジ28a、28b、32a、32bが略面一をなす蒸発器背面8b及び凝縮器背面12bに設けられている。
As described above, in the
これにより、蒸発器正面8a及び凝縮器正面12a側に第1〜第4入出口フランジ26a、26b、28a、28b、30a、30b、32a、32bをすべて集約して設けた従来の場合に比して、蒸発器正面8a及び凝縮器正面12a、蒸発器背面8b及び凝縮器背面12bの面積を小さくすることができる。
また、第1及び第3入出口フランジ26a、26b、30a、30bは、水平方向Xで見て蒸発器8の下面8c及び凝縮器12の上面12cを隔てた蒸発器正面8a及び凝縮器正面12aの左右の逆側端にそれぞれ配置されている。また、第2及び第4入出口フランジ28a、28b、32a、32bは、水平方向Xで見て蒸発器8の下面8c及び凝縮器12の上面12cを隔てた蒸発器背面8b及び凝縮器背面12bの左右の逆側端にそれぞれ配置されている。
As a result, the first to fourth inlet /
Further, the first and third inlet /
以上のように本実施形態の場合には、上下に隣り合う蒸発器8及び凝縮器12の第1〜第4入出口フランジ26a、26b、28a、28b、30a、30b、32a、32b同士が接触干渉することが回避され、上記従来の場合のようにフランジ同士の接触干渉を避けるために筐体4内にデットスペースが発生することもない。従って、熱利用装置1全体のより一層の小型化を実現することができる。
As described above, in the case of this embodiment, the first to fourth inlet /
しかも、冷媒流通用の第1及び第3入出口フランジ26a、26b、30a、30bを蒸発器正面8a及び凝縮器正面12aに設ける一方、熱媒体流通用の第2及び第4入出口フランジ28a、28b、32a、32bを蒸発器背面8b及び凝縮器背面12bに設けたことにより、上記従来の場合に比して、冷媒流通関連と熱媒体流通関連とに分けて熱利用装置1の組み立てやメンテナンスを行うことができる。従って、上記従来の場合に比して、熱利用装置1のメンテナンス性及び組立性を向上することができる。
Moreover, the first and third inlet /
また、配管6aを配管側フランジ6a1の外周部6a2に接続し、更には、気液分離器14の分離器側フランジ14aを第3出口フランジ30bと直接に締結して配管6dを排除した場合には、熱利用装置1の奥行方向Zの幅をより一層低減することができるため、熱利用装置1の更なる小型化を実現することができる。
Further, when the
また、凝縮器12が蒸発器8の下側に配置され、また、ユニット25ひいてはポンプ16が凝縮器12の下側に配置されていることにより、熱利用装置1の作動が停止したとき、液冷媒が重力により凝縮器12を経てポンプ16の入口に自然に流下する。これにより、熱利用装置1の再起動時におけるポンプ16への気相冷媒流入を確実に防止し、ポンプ16が不具合なく冷媒を圧送することができる。また、蒸発器8と凝縮器12との間には断熱部材23を配置することにより、蒸発器8と凝縮器12とを近接配置しても、互いの熱伝導を抑制可能なる。従って、これらにより熱利用装置1の信頼性をも向上することができる。
Further, when the
図8は本発明の第2実施形態に係る熱利用装置34の透視斜視図であり、図9は熱利用装置34の正面図、図10は熱利用装置34の側面図、図11は熱利用装置の背面図である。この熱利用装置34と第1実施形態の熱利用装置1との相違点は、主として、ランキン回路4の各構成機器の配置、配管6a〜6eの引き回し、筐体4の形状であり、その他の構成については同符号を付して説明を省略することがある。
8 is a perspective view of a
具体的には、本実施形態では、蒸発器8及び凝縮器12は断熱部材23を介して水平方向Xに並んで近接配置されている。具体的には、図8で見て凝縮器12は蒸発器8の右側に配置されている。また、ユニット25は凝縮器12の下側に配置され、筐体4の底部に固定されている。また、気液分離器14は、ユニット25よりも上側であって、図10の奥行方向Zで見て筐体4の正面板4a側に、凝縮器12と上下方向Yで一部が重なるようにして配置されている。
Specifically, in the present embodiment, the
本実施形態の熱利用装置34でも、第1実施形態の場合と同様に、蒸発器8及び凝縮器12は、筐体4内において、蒸発器正面8a及び凝縮器正面12aが筐体4の正面板4aと対向するように同じ側に向けて配置されている。即ち、冷媒流通用の第1及び第3入出口フランジ26a、26b、30a、30bが略面一をなす蒸発器正面8a及び凝縮器正面12aに設けられる一方、熱媒体流通用の第2及び第4入出口フランジ28a、28b、32a、32bが略面一をなす蒸発器背面8b及び凝縮器背面12bに設けられている。これにより、従来の場合に比して、蒸発器正面8a及び凝縮器正面12a、蒸発器背面8b及び凝縮器背面12bの面積を小さくすることができる。
Also in the
また、第1及び第3入出口フランジ26a、26b、30a、30bは、図9の水平方向Xで見て蒸発器8の右側面(蒸発器対向面)8d及び凝縮器12の左側面(凝縮器対向面)12dを隔てた蒸発器正面8a及び凝縮器正面12aの左側端にそれぞれ配置されている。また、第2及び第4入出口フランジ28a、28b、32a、32bは、図11の水平方向Xで見て蒸発器8の下面8c及び凝縮器12の上面12cを隔てた蒸発器背面8b及び凝縮器背面12bの左側端にそれぞれ配置されている。
Further, the first and third inlet /
以上のように本実施形態の場合には、左右に隣り合う蒸発器8及び凝縮器12の第1〜第4入出口フランジ26a、26b、28a、28b、30a、30b、32a、32b同士が接触干渉することが回避され、第1実施形態の場合と同様に、熱利用装置1全体のより一層の小型化を実現することができ、しかも、熱利用装置1のメンテナンス性及び組立性を向上することができる。
As described above, in the case of the present embodiment, the first to fourth inlet /
また、第1実施形態の場合と同様に、図6(a)、(b)、図7に示したように、配管6aを配管側フランジ6a1の外周部6a2に接続し、更には、気液分離器14の分離器側フランジ14aを第3出口フランジ30bと直接に締結して配管6dを排除することも可能である。この場合には、熱利用装置1の奥行方向Zの幅をより一層低減することができるため、熱利用装置1の更なる小型化を実現することができる。
As in the case of the first embodiment, as shown in FIGS. 6A, 6B, and 7, the
また、第1実施形態の場合と同様に、ユニット25ひいてはポンプ16が凝縮器12の下側に配置し、また、蒸発器8と凝縮器12との間には断熱部材23を配置することにより、温度帯の異なる蒸発器8と凝縮器12との間における熱移動を阻止しながら、蒸発器8及び凝縮器12を隣接させることができ、ひいては熱利用装置1のより一層の小型化を実現することができる。
以上で本発明の各実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれら形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
Similarly to the case of the first embodiment, the
The description of the embodiments of the present invention is finished as above, but the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記各実施形態の第1〜第4入出口フランジ26a、26b、28a、28b、30a、30b、32a、32bの配置に限らず、蒸発器8及び凝縮器12にて、蒸発器対向面及び凝縮器対向面を隔てて、第1〜第4入出口フランジ26a、26b、28a、28b、30a、30b、32a、32bが少なくとも上下方向及び水平方向の何れか一方にずれた位置に配置されていれば良い。この場合であっても、蒸発器正面8a及び凝縮器正面12a、蒸発器背面8b及び凝縮器背面12bの面積を小さくすることができ、第1〜第4入出口フランジ26a、26b、28a、28b、30a、30b、32a、32b同士が接触干渉することが回避され、熱利用装置1全体のより一層の小型化を実現することができる。
For example, not only the arrangement of the first to fourth inlet /
また、上記各実施形態では、膨張機10、発電機20、及びポンプ16を一体に収容したユニット25を備える場合について説明したが、これら膨張機10、発電機20、及びポンプ16を個別に配置しても良い。また、モータ機能を有さない発電機20を使用し、図示しないモータを別途個別に配置しても良い。
また、上記各実施形態では、循環路6は、配管6a〜6eを蛇腹状のフレキシブル配管で適宜継手されて形成される。しかし、これに限らず、フレキシブル配管の代わりにゴムホース等を使用しても良い。
Moreover, although each said embodiment demonstrated the case where the
In each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態では、蒸発器8、凝縮器12がそれぞれ1つずつ配置される場合について説明したが、これに限らず、蒸発器8、凝縮器12をそれぞれ複数設置しても良い。この場合、蒸発器8、凝縮器12は、作動流体や熱媒体の流れに対し、直列に連結しても良いし、並列に連結しても良い。
また、上記各実施形態では、熱利用装置1,34の熱源は工場の排熱としたが、これに限らず、温泉地等の地熱や、車両等のエンジンからの排熱等の種々の未利用熱を熱源としても良い。
Moreover, although the said each embodiment demonstrated the case where the
In each of the above embodiments, the heat source of the
1、34 熱利用装置
2 ランキン回路
4 筐体
6 循環路
6a、6b 配管
6c、6d 配管
6a1、6b1、6c1、6d1 配管側フランジ
6a2 外周部
6a3 流路
8 蒸発器
8a 蒸発器正面
8b 蒸発器背面
8c 下面(蒸発器対向面)
8d 右側面(蒸発器対向面)
10 膨張機
12 凝縮器
12a 凝縮器正面
12b 凝縮器背面
12c 上面(凝縮器対向面)
12d 左側面(凝縮器対向面)
14 気液分離器
14a 分離器側フランジ
16 ポンプ
18 高温流路
22 低温流路
23 断熱部材(真空断熱材)
26a 第1入口フランジ
26b 第1出口フランジ
28a 第2入口フランジ
28b 第2出口フランジ
30a 第3入口フランジ
30b 第3出口フランジ
32a 第4入口フランジ
32b 第4出口フランジ
DESCRIPTION OF
8d Right side (vaporizer facing surface)
DESCRIPTION OF
12d Left side (condenser facing surface)
14 Gas-
26a
Claims (10)
前記ランキン回路が収容される筐体と
を備え、
前記蒸発器は、上下に離間して突出されるとともに、前記循環路の配管が接続される一対の第1入出口フランジを有する蒸発器正面、前記蒸発器正面の裏側であって、上下に離間して突出されるとともに、前記高温流路の配管が接続される一対の第2入出口フランジを有する蒸発器背面、及び、前記凝縮器に対向する蒸発器対向面を有し、
前記凝縮器は、上下に離間して突出されるとともに、前記循環路の配管が接続される一対の第3入出口フランジを有する凝縮器正面、前記凝縮器正面の裏側であって、上下に離間して突出されるとともに、前記低温流路の配管が接続される一対の第4入出口フランジを有する凝縮器背面、及び、前記蒸発器対向面に対向する凝縮器対向面を有し、
前記蒸発器及び前記凝縮器は、前記筐体内において、前記蒸発器正面及び前記凝縮器正面、前記蒸発器背面及び前記凝縮器背面がそれぞれ同じ側に向けて配置されている、熱利用装置。 An evaporator that recovers heat from a high-temperature heat medium flowing through a high-temperature flow path and heats the working medium in a circulation path through which the working medium circulates, and an expander that expands the working medium via the evaporator to generate a driving force A condenser that cools and condenses the working medium that has passed through the expander with a low-temperature heat medium that flows through a low-temperature flow path, and a pump that pumps the working medium that has passed through the condenser toward the evaporator at least sequentially. A Rankine circuit inserted; and
A housing for housing the Rankine circuit,
The evaporator protrudes vertically apart and has a pair of first inlet / outlet flanges to which the piping of the circulation path is connected. The evaporator is on the back side of the evaporator front surface, and is separated vertically. And an evaporator back surface having a pair of second inlet / outlet flanges to which the piping of the high-temperature channel is connected, and an evaporator facing surface facing the condenser,
The condenser protrudes up and down apart, and has a pair of third inlet / outlet flanges to which the circulation line pipes are connected. And a condenser rear surface having a pair of fourth inlet / outlet flanges to which the piping of the low-temperature flow path is connected, and a condenser facing surface facing the evaporator facing surface,
The evaporator and the condenser are heat utilization devices in which the evaporator front surface, the condenser front surface, the evaporator back surface, and the condenser back surface are respectively arranged toward the same side in the housing.
前記第1及び第3入出口フランジは、水平方向で見て前記蒸発器対向面及び前記凝縮器対向面を隔てた前記蒸発器正面及び前記凝縮器正面の逆側端にそれぞれ配置され、
前記第2及び第4入出口フランジは、水平方向で見て前記蒸発器対向面及び前記凝縮器対向面を隔てた前記蒸発器背面及び前記凝縮器背面の逆側端にそれぞれ配置されている、請求項2に記載の熱利用装置。 The evaporator and the condenser are arranged side by side in the vertical direction,
The first and third inlet / outlet flanges are respectively disposed at opposite ends of the evaporator front surface and the condenser front surface across the evaporator facing surface and the condenser facing surface as viewed in the horizontal direction,
The second and fourth inlet / outlet flanges are respectively disposed on the evaporator back surface and the condenser back surface opposite to the opposite ends of the evaporator back surface and the condenser back surface as viewed in the horizontal direction. The heat utilization apparatus according to claim 2.
前記第1及び第3入出口フランジは、水平方向で見て前記蒸発器対向面及び前記凝縮器対向面を隔てた前記蒸発器正面及び前記凝縮器正面の同側端にそれぞれ配置され、
前記第2及び第4入出口フランジは、水平方向で見て前記蒸発器対向面及び前記凝縮器対向面を隔てた前記蒸発器背面及び前記凝縮器背面の同側端にそれぞれ配置されている、請求項2に記載の熱利用装置。 The evaporator and the condenser are arranged side by side in a horizontal direction,
The first and third inlet / outlet flanges are respectively disposed on the same side of the evaporator front surface and the condenser front surface across the evaporator facing surface and the condenser facing surface when viewed in the horizontal direction,
The second and fourth inlet / outlet flanges are respectively disposed at the same side end of the evaporator back surface and the condenser back surface that are separated from the evaporator facing surface and the condenser facing surface when viewed in the horizontal direction. The heat utilization apparatus according to claim 2.
前記配管側フランジの外周部に前記循環路の配管が接続され、前記配管側フランジには、前記作動媒体の流れを前記第1及び第3入出口フランジの突出方向から前記第1及び第3入出口フランジの径方向に変える流路が前記循環路の配管に連通するようにして形成されている、請求項1から6の何れか一項に記載の熱利用装置。 A pipe side flange is fastened to each of the first and third inlet / outlet flanges,
A pipe of the circulation path is connected to an outer peripheral portion of the pipe-side flange, and the flow of the working medium flows into the pipe-side flange from the projecting direction of the first and third inlet / outlet flanges. The heat utilization apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein a flow path to be changed in a radial direction of the outlet flange is formed so as to communicate with the piping of the circulation path.
前記気液分離器は、その周壁から突設された分離器側フランジを有し、該分離器側フランジが前記第3出口フランジと直接に接続される、請求項1から7の何れか一項に記載の熱利用装置。 The Rankine circuit is interposed between the condenser and the pump, separates the working medium condensed by the condenser into gas and liquid, and flows out only the separated liquid working medium to the pump side. A gas-liquid separator,
The gas-liquid separator has a separator-side flange projecting from a peripheral wall thereof, and the separator-side flange is directly connected to the third outlet flange. The heat utilization apparatus as described in.
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