空冷單元的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及空冷單元。本發(fā)明提供一種用于通過(guò)空氣來(lái)高效地冷卻郎肯循環(huán)的工作介質(zhì)的技術(shù)。空冷單元(100)是郎肯循環(huán)裝置(106)中所使用的空冷單元，具備膨脹機(jī)(11)和冷凝器(12)。膨脹機(jī)(11)使工作介質(zhì)膨脹來(lái)回收能量。冷凝器(12)通過(guò)空氣來(lái)冷卻工作介質(zhì)。空冷單元(100)具備減少膨脹機(jī)(11)與風(fēng)路之間的傳熱的傳熱減少體。
【專(zhuān)利說(shuō)明】空冷單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及郎肯循環(huán)(Rankine cycle)裝置中所使用的空冷單元。

【背景技術(shù)】
[0002]如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知那樣，郎肯循環(huán)是汽輪機(jī)(steam turbine)的理論循環(huán)。與郎肯循環(huán)相關(guān)的研究開(kāi)發(fā)很久以來(lái)一直在進(jìn)行。另一方面，如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所記載那樣，與回收從工廠、焚燒爐等設(shè)施排出的廢熱能來(lái)進(jìn)行發(fā)電的廢熱發(fā)電裝置相關(guān)的研究開(kāi)發(fā)也正在進(jìn)行。
[0003]在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的廢熱發(fā)電裝置中，通過(guò)蒸發(fā)器從廢熱介質(zhì)回收熱能，通過(guò)回收到的熱能使郎肯循環(huán)的工作介質(zhì)蒸發(fā)。通過(guò)蒸發(fā)后的工作介質(zhì)來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)。工作介質(zhì)在驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)之后，被水冷式的冷凝器冷卻而冷凝。冷凝后的工作介質(zhì)通過(guò)泵再次被輸送到蒸發(fā)器。由此，從廢熱能連續(xù)生成電能。近年來(lái)，不僅是大規(guī)模的廢熱發(fā)電裝置，能夠與比較小規(guī)模的設(shè)施并設(shè)的廢熱發(fā)電裝置也受到關(guān)注。
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了圖9所示的雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(binary generator)。向蒸發(fā)器2輸送熱源流體1，工作介質(zhì)10在蒸發(fā)器2中被加熱。蒸發(fā)后的工作介質(zhì)10被輸送到汽輪機(jī)4，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)4而產(chǎn)生電力。從汽輪機(jī)4排出的工作介質(zhì)10經(jīng)由熱回收器8被輸送到冷凝器6。工作介質(zhì)10在冷凝器6中被空氣冷卻而冷凝。冷凝后的工作介質(zhì)10通過(guò)泵7B再次被輸送到蒸發(fā)器2，由熱源流體1進(jìn)行加熱。根據(jù)該雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，能夠從熱源流體1回收熱并通過(guò)空氣使工作介質(zhì)10冷凝。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2013-7370號(hào)公報(bào)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2009-221961號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0009]在使用水冷式冷凝器的情況下，需要冷卻塔等冷卻水生成設(shè)備。另外，需要新設(shè)郎肯循環(huán)裝置與冷卻水生成設(shè)備之間的水配管。其結(jié)果，出現(xiàn)成本的增加、設(shè)置面積的增加等問(wèn)題?？绽涫嚼淠鞅徽J(rèn)為在成本和設(shè)置面積方面比水冷式冷凝器更為有利。但是，空冷式冷凝器的性能通常不如水冷式冷凝器的性能。因此，期待進(jìn)一步改善空冷式冷凝器的性倉(cāng)泛。
[0010]鑒于上述情況，非限定性的、例示性的某實(shí)施方式提供一種用于比以往更高效地通過(guò)空氣來(lái)冷卻郎肯循環(huán)的工作介質(zhì)的技術(shù)。
[0011]公開(kāi)的實(shí)施方式的其他優(yōu)點(diǎn)和益處將會(huì)通過(guò)說(shuō)明書(shū)和附圖變得明了。這些優(yōu)點(diǎn)和/或益處可以通過(guò)說(shuō)明書(shū)和附圖公開(kāi)的多個(gè)實(shí)施方式和特征獨(dú)立地得到，無(wú)需為了得到其中一種或多個(gè)而全部設(shè)置。
[0012]用于解決問(wèn)題的手段
[0013]S卩，本公開(kāi)的一技術(shù)方案的空冷單元是郎肯循環(huán)裝置中所使用的空冷單元，具備:
[0014]膨脹機(jī)，其使工作介質(zhì)膨脹來(lái)回收能量；
[0015]冷凝器，其配置在冷卻用的空氣的風(fēng)路上，通過(guò)在所述風(fēng)路流動(dòng)的空氣來(lái)冷卻所述工作介質(zhì)；以及
[0016]傳熱減少體，其減少所述膨脹機(jī)與所述風(fēng)路之間的傳熱。
[0017]發(fā)明效果
[0018]根據(jù)本公開(kāi)，能夠比以往更高效地通過(guò)空氣來(lái)冷卻郎肯循環(huán)的工作介質(zhì)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是從實(shí)施方式1的空冷單元的側(cè)面觀察時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是從實(shí)施方式1的空冷單元的上面觀察時(shí)的結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖3是使用圖1和圖2所示的空冷單元的郎肯循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖4是將膨脹機(jī)與冷凝器連接的流路的變形例的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖5是實(shí)施方式2的空冷單元的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖6是實(shí)施方式3的空冷單元的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖7是實(shí)施方式4的空冷單元的結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖8是實(shí)施方式5的空冷單元的結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖9是作為以往的廢熱發(fā)電裝置的雙循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0029]11膨脹機(jī)；12冷凝器；13泵；14、15連接部；16控制器；17發(fā)電機(jī)；18翅片;19、20分隔件；21再熱器；22旁通流路；23控制閥；24蒸發(fā)器；32膨脹機(jī)收納部；34冷凝器收納部；36、37絕熱材料；38泵收納部；40流路；40a、40b分支流路；50流路(第1流路)；51流路(第2流路);52流路；100、200、300、400、500空冷單元；102蒸發(fā)器；104熱源；106郎肯循環(huán)裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0030]作為空冷式冷凝器的優(yōu)點(diǎn)，可以舉出不需要水配管等附屬設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，越是為了減少設(shè)置面積而推進(jìn)郎肯循環(huán)裝置的小型化，則高溫的膨脹機(jī)與用于冷凝器的風(fēng)路之間的傳熱越會(huì)成為問(wèn)題。在膨脹機(jī)與風(fēng)路之間存在傳熱的情況下，熱從膨脹機(jī)向冷凝器移動(dòng)。若從膨脹機(jī)的觀點(diǎn)出發(fā)，則膨脹機(jī)的熱被奪走。若從冷凝器的觀點(diǎn)出發(fā)，則冷凝器被加熱。均是使郎肯循環(huán)裝置的性能降低的要因，有礙于提供高性能的郎肯循環(huán)裝置。
[0031]為了減少上述傳熱，例如可考慮充分確保膨脹機(jī)與冷凝器之間的距離。但是，這樣的配置會(huì)招致郎肯循環(huán)裝置的設(shè)置面積的增加、膨脹機(jī)與冷凝器之間的配管的長(zhǎng)度的增加等缺點(diǎn)。其結(jié)果，有損空冷式冷凝器的優(yōu)點(diǎn)、即能夠節(jié)約設(shè)置面積這一優(yōu)點(diǎn)。為了既維持能夠節(jié)約設(shè)置面積這一優(yōu)點(diǎn)又提供具備空冷式冷凝器的高性能的郎肯循環(huán)裝置，需要一種減少膨脹機(jī)與用于冷凝器的風(fēng)路之間的傳熱的技術(shù)。
[0032]本公開(kāi)的第1實(shí)施方式是一種郎肯循環(huán)裝置中所使用的空冷單元，具備:
[0033]膨脹機(jī)，其使工作介質(zhì)膨脹來(lái)回收能量；
[0034]冷凝器，其配置在冷卻用的空氣的風(fēng)路，通過(guò)在所述風(fēng)路流動(dòng)的空氣來(lái)冷卻所述工作介質(zhì)；以及
[0035]傳熱減少體，其減少所述膨脹機(jī)與所述風(fēng)路之間的傳熱。
[0036]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠通過(guò)傳熱減少體來(lái)減少膨脹機(jī)用于冷凝器的風(fēng)路之間的傳熱。
[0037]在此，上述傳熱減少體例如可以舉出設(shè)置在膨脹機(jī)與風(fēng)路之間的分隔件、包圍膨脹機(jī)的絕熱材料等，但只要減少所述膨脹機(jī)與所述風(fēng)路之間的傳熱，則可以是任意結(jié)構(gòu)。
[0038]本公開(kāi)的第2技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第1技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述傳熱減少體還具備配置在所述膨脹機(jī)與所述風(fēng)路之間的分隔件。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠通過(guò)分隔件來(lái)減少膨脹機(jī)與用于冷凝器的風(fēng)路之間的傳熱。
[0039]本公開(kāi)的第3技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第2技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還具備收納所述膨脹機(jī)和所述冷凝器的殼體，所述殼體具備由所述分隔件分隔出的、收納所述膨脹機(jī)的膨脹機(jī)收納部和收納所述冷凝器的冷凝器收納部。
[0040]根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠通過(guò)分隔件來(lái)減少膨脹機(jī)與用于冷凝器的風(fēng)路之間的傳熱。
[0041]本公開(kāi)的第4技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第1?第3技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，還具備使從所述冷凝器排出的所述工作介質(zhì)循環(huán)的泵。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，無(wú)需在空冷單元的外部另外設(shè)置泵。
[0042]本公開(kāi)的第5技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第4技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述膨脹機(jī)與所述泵相比位于上側(cè)。根據(jù)這樣的位置關(guān)系，基于加熱后的空氣會(huì)上升的性質(zhì)，能夠減少?gòu)呐蛎洐C(jī)向泵的熱移動(dòng)。
[0043]本公開(kāi)的第6技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第1技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還具備使從所述冷凝器排出的所述工作介質(zhì)循環(huán)的泵和收納所述膨脹機(jī)、所述冷凝器以及所述泵的殼體，所述傳熱減少體具備分隔件，該分隔件配置在所述殼體的內(nèi)部，將所述殼體的內(nèi)部空間至少分隔為配置所述膨脹機(jī)的膨脹機(jī)收納部、配置有所述冷凝器的冷凝器收納部和配置所述泵的泵收納部。通過(guò)分隔件來(lái)減少膨脹機(jī)、泵以及冷凝器之間的熱移動(dòng)。
[0044]本公開(kāi)的第7技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第6技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述膨脹機(jī)收納部與所述泵收納部相比位于上側(cè)。根據(jù)這樣的位置關(guān)系，基于加熱后的空氣會(huì)上升的性質(zhì)，能夠減少?gòu)呐蛎洐C(jī)收納部向泵收納部的熱移動(dòng)。
[0045]本公開(kāi)的第8技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第6或第7技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還具備控制器，該控制器配置在所述泵收納部，進(jìn)行所述空冷單元或所述郎肯循環(huán)裝置的控制。當(dāng)控制器配置在泵收納部時(shí)，能夠抑制控制器的溫度過(guò)度上升。
[0046]本公開(kāi)的第9技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第6?第8技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，還具備再熱器，該再熱器配置在所述膨脹機(jī)收納部，使從所述泵排出的所述工作介質(zhì)與從所述膨脹機(jī)排出的所述工作介質(zhì)之間產(chǎn)生熱交換。當(dāng)在膨脹機(jī)收納部配置有再熱器時(shí)，能夠通過(guò)再熱器直接回收或者通過(guò)與再熱器連接的配管來(lái)回收膨脹機(jī)收納部的熱。
[0047]本公開(kāi)的第10技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第6?第9技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，用于將所述膨脹機(jī)與在所述空冷單元的外部設(shè)置的蒸發(fā)器連接的第1流路經(jīng)由所述膨脹機(jī)收納部延伸到所述殼體的外部，用于將所述泵與在所述空冷單元的外部設(shè)置的所述蒸發(fā)器連接的第2流路經(jīng)由所述膨脹機(jī)收納部延伸到所述殼體的外部，用于將連接于所述蒸發(fā)器的出口的配管與所述第1流路連接的第1連接部和用于將連接于所述蒸發(fā)器的入口的配管與所述第2流路連接的第2連接部分別位于所述殼體的外部。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠減少向用于冷凝器的風(fēng)路和泵的傳熱。
[0048]本公開(kāi)的第11技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第3、6?10技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，還具備包圍所述膨脹機(jī)收納部的第1絕熱材料。在膨脹機(jī)收納部被第1絕熱材料包圍的情況下，能夠同時(shí)將與膨脹機(jī)連接的高溫的配管也絕熱。
[0049]本公開(kāi)的第12技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第3、第6?第9技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，還具備蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器配置在所述膨脹機(jī)收納部，使所述工作介質(zhì)蒸發(fā)。當(dāng)蒸發(fā)器配置在膨脹機(jī)收納部時(shí)，能夠減少蒸發(fā)器與用于冷凝器的風(fēng)路之間的傳熱，并且能夠減少蒸發(fā)器與泵之間的傳熱。
[0050]本公開(kāi)的第13技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第6?第10技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，還具備:旁通流路，其供所述工作介質(zhì)繞過(guò)所述膨脹機(jī)而流動(dòng)；和控制閥，其配置在所述旁通流路，對(duì)所述旁通流路中的所述工作介質(zhì)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述控制閥配置在所述泵收納部。當(dāng)控制閥配置在低溫的泵收納部時(shí)，能夠抑制控制閥因熱而受到損害。
[0051]本公開(kāi)的第14技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第3、第6?第12技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，還具備:旁通流路，其供所述工作介質(zhì)繞過(guò)所述膨脹機(jī)而流動(dòng)；和控制閥，其配置在所述旁通流路上，對(duì)所述旁通流路中的所述工作介質(zhì)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述控制閥配置在所述膨脹機(jī)收納部。當(dāng)控制閥配置在膨脹機(jī)收納部時(shí)，能夠減少?gòu)奶幱谂酝髀返纳嫌尾糠值母邷氐墓ぷ鹘橘|(zhì)向冷凝器、泵等低溫的構(gòu)成要素傳熱。
[0052]本公開(kāi)的第15技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第3、第6?第12技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，還具備:旁通流路，其供所述工作介質(zhì)繞過(guò)所述膨脹機(jī)而流動(dòng)；和控制閥，其配置在所述旁通流路，對(duì)所述旁通流路中的所述工作介質(zhì)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述控制閥配置在所述冷凝器收納部。當(dāng)控制閥配置在低溫的冷凝器收納部時(shí)，能夠抑制控制閥因熱而受到損害。
[0053]本公開(kāi)的第16技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第4?第10、第13技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，所述泵配置在所述冷凝器的上風(fēng)側(cè)。根據(jù)這樣的位置，能夠利用應(yīng)該向冷凝器供給的空氣來(lái)冷卻泵。
[0054]本公開(kāi)的第17技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第4?第7技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，還具備控制器，該控制器進(jìn)行所述空冷單元或所述郎肯循環(huán)裝置的控制，利用從所述泵排出的所述工作介質(zhì)來(lái)冷卻所述控制器。泵的出口的工作介質(zhì)例如處于液相狀態(tài)，例如具有20?50°C的溫度。這樣的工作介質(zhì)可以用于冷卻控制器。
[0055]本公開(kāi)的第18技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第4?第8、第17技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，還具備再熱器，該再熱器使從所述泵排出的所述工作介質(zhì)與從所述膨脹機(jī)排出的所述工作介質(zhì)之間產(chǎn)生熱交換。在再熱器中，能夠?qū)呐蛎洐C(jī)排出的工作介質(zhì)的熱能傳遞給從泵排出的工作介質(zhì)。
[0056]本公開(kāi)的第19技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第4或第5技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還具備收納所述膨脹機(jī)、所述冷凝器以及所述泵的殼體，用于將所述膨脹機(jī)與在所述空冷單元的外部設(shè)置的蒸發(fā)器連接的第1流路和用于將所述泵與在所述空冷單元的外部設(shè)置的所述蒸發(fā)器連接的第2流路分別延伸到所述殼體的外部，用于將連接于所述蒸發(fā)器的出口的配管與所述第1流路連接的第1連接部和用于將連接于所述蒸發(fā)器的入口的配管與所述第2流路連接的第2連接部，在從配置有所述膨脹機(jī)或所述泵的空間觀察時(shí)，設(shè)置在與配置有所述冷凝器的空間相反的一側(cè)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠減少連接部與用于冷凝器的風(fēng)路之間的傳熱。
[0057]本公開(kāi)的第20技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第1?第19技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，所述冷凝器包括翅片管式熱交換器。翅片管熱交換器有助于節(jié)約空冷單元的成本和減少設(shè)置面積。
[0058]本公開(kāi)的第21技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第20技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述翅片管式熱交換器包括配置在氣流方向的上游側(cè)的上游部分和配置在所述氣流方向的下游側(cè)的下游部分，在所述上游部分與所述下游部分之間形成有間隙。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于熱難以在氣流方向上移動(dòng)，所以能夠避免冷卻后的工作介質(zhì)被再度加熱。
[0059]本公開(kāi)的第22技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第1?第19技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，所述冷凝器包括配置在氣流方向的上游側(cè)的上游部分和配置在所述氣流方向的下游側(cè)的下游部分。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠以使工作介質(zhì)和空氣以對(duì)向流的形式進(jìn)行熱交換的方式排列冷凝器的配管、變更配管的內(nèi)徑、決定翅片的規(guī)格。
[0060]本公開(kāi)的第23技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第22技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述上游部分是在所述冷凝器中位于所述氣流方向的最上游側(cè)的部分，在所述上游部分設(shè)置有所述冷凝器的出口。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于空氣和工作介質(zhì)以對(duì)向流的形式進(jìn)行熱交換，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高熱交換效率。
[0061]本公開(kāi)的第24技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第22或第23技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述下游部分是在所述冷凝器中位于所述氣流方向的最下游側(cè)的部分，在所述下游部分設(shè)置有所述冷凝器的入口。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于空氣和工作介質(zhì)以對(duì)向流的形式進(jìn)行熱交換，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高熱交換效率。
[0062]本公開(kāi)的第25技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第2或第3技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述分隔件配置在減少空氣從配置有所述膨脹機(jī)的空間向所述風(fēng)路移動(dòng)的位置或減少空氣從所述風(fēng)路向配置有所述膨脹機(jī)的空間移動(dòng)的位置。通過(guò)減少空氣的移動(dòng)，能夠減少由對(duì)流引起的熱傳遞。
[0063]本公開(kāi)的第26技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第2或第3技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述分隔件構(gòu)成為輔助在所述風(fēng)路形成氣流。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠既抑制風(fēng)路上的損失，又向冷凝器引導(dǎo)空氣。
[0064]本公開(kāi)的第27技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第1?第26技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，還具備風(fēng)扇，該風(fēng)扇配置在所述冷凝器的上風(fēng)側(cè)，向所述冷凝器供給空氣。根據(jù)這樣的位置關(guān)系，能夠避免用于驅(qū)動(dòng)翅片的馬達(dá)被由冷凝器加熱后的空氣加熱。
[0065]本公開(kāi)的第28技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第1?第7、第19、第25、第26技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，還具備控制器，該控制器配置在所述冷凝器的上風(fēng)側(cè)，進(jìn)行所述空冷單元或所述郎肯循環(huán)裝置的控制。根據(jù)這樣的位置關(guān)系，能夠通過(guò)應(yīng)該向冷凝器供給的空氣來(lái)冷卻控制器。
[0066]本公開(kāi)的第29技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第1?第9、第18、第19、第25、第26、第28技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，還具備使所述工作介質(zhì)蒸發(fā)的蒸發(fā)器。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，無(wú)需在空冷單元的外部另外設(shè)置蒸發(fā)器。
[0067]本公開(kāi)的第30技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第1?第29技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，所述傳熱減少體具備包圍所述膨脹機(jī)的第2絕熱材料。通過(guò)第2絕熱材料，能夠減少膨脹機(jī)與用于冷凝器的風(fēng)路之間的傳熱。
[0068]本公開(kāi)的第31技術(shù)方案提供一種空冷單元，在第1?第30技術(shù)方案的任一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，還具備多個(gè)分支流路，從所述膨脹機(jī)排出的所述工作介質(zhì)分別向該多個(gè)分支流路流動(dòng)，所述多個(gè)分支流路分別與所述冷凝器連接。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于能夠減少壓力損失，所以能夠提高冷凝器的效率。
[0069]本公開(kāi)的第32技術(shù)方案提供一種郎肯循環(huán)裝置，具備第1?第31技術(shù)方案的任一項(xiàng)所述的空冷單元。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠通過(guò)傳熱減少體，減少膨脹機(jī)與用于冷凝器的風(fēng)路之間的傳熱，能夠與以往相比提高郎肯循環(huán)裝置的效率。
[0070]以下，一邊參照附圖，一邊對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。此外，本發(fā)明不限于以下的實(shí)施方式。
[0071](實(shí)施方式1)
[0072]如圖1和圖2所示，本實(shí)施方式的空冷單元100具備膨脹機(jī)11、冷凝器12、泵13、連接部14、連接部15、控制器16以及殼體30。膨脹機(jī)11、冷凝器12、泵13以及控制器16收納于殼體30。如圖3所不，空冷單兀100用于構(gòu)筑具備蒸發(fā)器24的郎肯循環(huán)裝置106。郎肯循環(huán)裝置106具備膨脹機(jī)11、冷凝器12、泵13以及蒸發(fā)器24，這些構(gòu)成要素由配管按上述順序連接成環(huán)狀以使形成閉回路。郎肯循環(huán)裝置106從熱源104回收熱。S卩，通過(guò)從熱源104供給的熱來(lái)對(duì)蒸發(fā)器24中的工作介質(zhì)進(jìn)行加熱。熱源104的種類(lèi)沒(méi)有特別限定。熱源104的一例是工廠的廢熱路徑。在廢熱路徑中流動(dòng)運(yùn)送廢熱的熱介質(zhì)(空氣、排氣、水蒸氣、油等)。
[0073]郎肯循環(huán)裝置106需要使工作介質(zhì)蒸發(fā)的蒸發(fā)器24。蒸發(fā)器24的構(gòu)造可以根據(jù)從熱源104供給的熱介質(zhì)的溫度、流量、物理性質(zhì)等條件適當(dāng)設(shè)計(jì)。因此，蒸發(fā)器24也可以是從空冷單元100獨(dú)立出的構(gòu)成要素。在本實(shí)施方式中，蒸發(fā)器24設(shè)置在空冷單元100的外部。
[0074]如圖3所示，連接部14和蒸發(fā)器24的入口通過(guò)配管而連接。連接部15和蒸發(fā)器24的出口通過(guò)配管而連接。工作介質(zhì)經(jīng)由連接部14從空冷單元100向蒸發(fā)器24輸送。工作介質(zhì)在蒸發(fā)器24中接受熱能而氣化。氣相狀態(tài)的工作介質(zhì)經(jīng)由連接部15返回至空冷單元 100。
[0075]此外，在本實(shí)施方式中，示出了設(shè)置有連接部14和連接部15的形態(tài)，但也可以是不設(shè)置連接部14和連接部15的形態(tài)。例如，在殼體30內(nèi)設(shè)置蒸發(fā)器24的情況下，也可以不設(shè)置連接部14和連接部15。
[0076]膨脹機(jī)11通過(guò)使工作介質(zhì)膨脹來(lái)將工作介質(zhì)的膨脹能變換為旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。在膨脹機(jī)11的旋轉(zhuǎn)軸連接有發(fā)電機(jī)17。通過(guò)膨脹機(jī)11來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)17。膨脹機(jī)11例如是容積式或渦輪式的膨脹機(jī)。作為容積式膨脹機(jī)，可以舉出渦旋式膨脹機(jī)、旋轉(zhuǎn)式膨脹機(jī)、螺桿式膨脹機(jī)、往復(fù)式膨脹機(jī)等。渦輪式膨脹機(jī)是所謂的膨脹渦輪。
[0077]作為膨脹機(jī)11，推薦容積式膨脹機(jī)。通常，容積式膨脹機(jī)以比渦輪式膨脹機(jī)范圍更廣的轉(zhuǎn)速發(fā)揮高膨脹機(jī)效率。例如，也能夠在維持高效率的狀態(tài)下以額定轉(zhuǎn)速的一半以下的轉(zhuǎn)速使容積型的膨脹機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)，能夠在維持高效率的狀態(tài)下使發(fā)電量降低為額定發(fā)電量的一半以下。由于容積式膨脹機(jī)具有這樣的特性，所以只要使用容積式膨脹機(jī)即可在維持高效率的狀態(tài)下增減發(fā)電量。
[0078]在本實(shí)施方式中，在膨脹機(jī)11的密閉容器中配置有發(fā)電機(jī)17。也就是說(shuō)，膨脹機(jī)11是全密閉型的膨脹機(jī)。但是，膨脹機(jī)11也可以是半密閉型或開(kāi)放型的膨脹機(jī)。
[0079]冷凝器12通過(guò)使空氣與從膨脹機(jī)11排出的工作介質(zhì)進(jìn)行熱交換來(lái)冷卻工作介質(zhì)而使其冷凝。作為冷凝器12，可以使用公知的空冷式熱交換器。作為空冷式熱交換器，可以舉出翅片管式熱交換器。翅片管式熱交換器有助于節(jié)約空冷單元100的成本和減少設(shè)置面積。冷凝器12的構(gòu)造根據(jù)空冷單元100的設(shè)置場(chǎng)所、從熱源104向郎肯循環(huán)裝置106供給的熱量等適當(dāng)決定。
[0080]空冷單元100還具備向冷凝器12供給空氣的風(fēng)扇18。風(fēng)扇18也配置在殼體30中。通過(guò)風(fēng)扇18的工作，能夠向冷凝器12供給空氣。風(fēng)扇18例如是螺旋槳式風(fēng)扇。
[0081]泵13將從冷凝器12流出的工作介質(zhì)吸入并加壓，將加壓后的工作介質(zhì)供給到蒸發(fā)器24。作為泵13，可以使用通常的容積式或渦輪式的泵。作為容積式泵，可以舉出活塞泵、齒輪泵、葉片泵、旋轉(zhuǎn)泵等。作為渦輪式泵，可以舉出離心泵、斜流泵、軸流泵等。
[0082]蒸發(fā)器24是對(duì)從工廠、焚燒爐等設(shè)施排出的廢熱能進(jìn)行回收的熱交換器。蒸發(fā)器24例如是翅片管式熱交換器，可以配置在作為熱源104的工廠的廢熱路徑(例如排氣管)。工作介質(zhì)在蒸發(fā)器24中被廢熱能加熱而蒸發(fā)。
[0083]作為郎肯循環(huán)裝置106的工作介質(zhì)，例如可以使用有機(jī)工作介質(zhì)。作為有機(jī)工作介質(zhì)，可以舉出鹵代烴、烴、醇等。作為鹵代烴，可以舉出R-123、R-245fa、R-1234ze等。作為烴，可以舉出丙烷、丁烷、戊烷、異戊烷等烷烴。作為醇，可以舉出乙醇等。這些有機(jī)工作介質(zhì)既可以單獨(dú)使用，又可以使用它們中的2種以上的混合物。作為工作介質(zhì)，也可以使用水、二氧化碳、氨等無(wú)機(jī)工作介質(zhì)。
[0084]控制器16對(duì)泵13、發(fā)電機(jī)17、風(fēng)扇18等控制對(duì)象進(jìn)行控制。也就是說(shuō)，控制器16進(jìn)行空冷單元100或郎肯循環(huán)裝置106的控制。作為控制器16，可以使用包括A/D變換電路、輸入輸出電路、運(yùn)算電路、存儲(chǔ)裝置等的DSP(Digital Signal Processor:數(shù)字信號(hào)處理器)。在控制器16中存儲(chǔ)有用于適當(dāng)?shù)厥估煽涎h(huán)裝置106運(yùn)轉(zhuǎn)的程序。
[0085]殼體30是收納膨脹機(jī)11、冷凝器12、泵13等構(gòu)成要素的容器。殼體30例如由金屬作成。如圖1和圖2所示，殼體30例如具有長(zhǎng)方體的形狀。在殼體30的彼此相對(duì)的1組側(cè)面30p和30q分別形成有用于將空氣向殼體30的內(nèi)部空間導(dǎo)入的開(kāi)口和用于將空氣從殼體30的內(nèi)部空間排出的開(kāi)口。
[0086]接著，對(duì)空冷單元100的內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0087]如圖1所示，空冷單元100還具備配置在膨脹機(jī)11與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的分隔件19。并且，通過(guò)分隔件19來(lái)減少膨脹機(jī)11與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱。即，通過(guò)分隔件19，能夠減少膨脹機(jī)11與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱。分隔件19是上述傳熱減少體的一例。分隔件19的形狀和材料沒(méi)有特別限定。分隔件19例如是板狀的部材。分隔件19的材料是金屬(鐵、不銹鋼、鋁等)、樹(shù)脂、陶瓷等公知的材料。
[0088]在此，所謂用于冷凝器12的風(fēng)路，意味著為了冷卻工作介質(zhì)而向冷凝器12供給的冷卻用空氣在空冷單元100(殼體30)的內(nèi)部的流路。即，冷凝器12在空冷單元100中配置在冷卻用空氣的風(fēng)路上。通過(guò)在風(fēng)路中流動(dòng)的空氣來(lái)冷卻在冷凝器12中流動(dòng)的工作介質(zhì)。
[0089]殼體30的內(nèi)部空間由分隔件19分隔為膨脹機(jī)收納部32和冷凝器收納部34。膨脹機(jī)收納部32是配置有膨脹機(jī)11的空間。冷凝器收納部34是配置有冷凝器12的空間。
[0090]分隔件19優(yōu)選將殼體30的內(nèi)部空間完全分隔，以使得不存在將膨脹機(jī)收納部32與冷凝器收納部34連通的孔、間隙等通路。但是，也考慮到，由于部件的配置等設(shè)計(jì)上的情況，有時(shí)難以將膨脹機(jī)收納部32和冷凝器收納部34完全隔開(kāi)。只要進(jìn)行了考量以使盡量減少膨脹機(jī)11與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱，則膨脹機(jī)收納部32和冷凝器收納部34也可以不被分隔件19完全隔開(kāi)。
[0091]在郎肯循環(huán)裝置106中，工作介質(zhì)在剛被蒸發(fā)器24加熱之后具有最高的溫度。在空冷單元100中，高溫的工作介質(zhì)所流動(dòng)的場(chǎng)所是從連接部15向膨脹機(jī)11的入口的流路50。因此，膨脹機(jī)收納部32的溫度也成為高溫。在回收從工廠、焚燒爐等設(shè)施排出的廢熱能來(lái)進(jìn)行發(fā)電的情況下，廢熱的溫度受到作為廢熱被舍棄之前的熱的用途、廢熱的回收條件等的左右。另外，廢熱的溫度也受到蒸發(fā)器24的設(shè)置條件的左右。設(shè)想為，在膨脹機(jī)11的入口處，工作介質(zhì)的溫度例如上升至200°C。
[0092]另一方面，在郎肯循環(huán)裝置106中，工作介質(zhì)在剛被冷凝器12冷卻之后具有最低的溫度。因此，在冷凝器收納部34形成最低溫的區(qū)域。在冷凝器收納部34配置有風(fēng)扇18。用于向冷凝器12供給空氣的風(fēng)路形成在冷凝器收納部34。在圖2中，穿過(guò)冷凝器收納部34的虛線箭頭是表示冷卻用空氣的流動(dòng)的流線中代表性的流線，表示氣流方向。在殼體30的內(nèi)部空間被分隔件19分隔的情況下，實(shí)質(zhì)上冷凝器收納部34是用于冷凝器12的風(fēng)路?？諝庠谟糜诶淠?2的風(fēng)路具有最低的溫度。用于冷凝器12的風(fēng)路中的空氣的溫度雖然也受到空冷單元100周?chē)臏囟鹊挠绊?，但大致與周?chē)臏囟认嗟龋鐬?20?40°C。
[0093]這樣，200°C的高溫區(qū)域和-20?40°C的低溫區(qū)域在空冷單元100中共存。在這些區(qū)域之間存在150°C以上的溫度差。空冷單元100中的這些區(qū)域的配置在提高郎肯循環(huán)裝置106的性能方面是有用的，在謀求空冷單元100的小型化方面是有用的。在假設(shè)撤去了分隔件19的情況下，除了不以遮蔽熱為目的的空氣之外，不存在將200°C的高溫區(qū)域與-20?40°C的低溫區(qū)域熱隔斷的物體。因此，具有大的溫度差的兩個(gè)區(qū)域彼此帶來(lái)熱影響。
[0094]作為帶給膨脹機(jī)11的熱影響，可以想到從膨脹機(jī)11的熱損失。在膨脹機(jī)11與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱沒(méi)有減少的情況下，例如，在風(fēng)路配置有膨脹機(jī)11的情況下，熱從高溫的膨脹機(jī)11向風(fēng)路的空氣移動(dòng)。這樣的熱移動(dòng)意味著由蒸發(fā)器24回收到的熱能的一部分沒(méi)有用于發(fā)電而被舍棄到空氣中，意味著郎肯循環(huán)裝置106的損失。另外，若向膨脹機(jī)11供給的工作介質(zhì)的溫度下降，則發(fā)電效率降低，發(fā)電量也減少。因此，利用分隔件19減少膨脹機(jī)11與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱對(duì)于將由蒸發(fā)器24回收到的熱能不浪費(fèi)地供給到膨脹機(jī)11而使膨脹機(jī)11產(chǎn)生更多的電力來(lái)說(shuō)是有用的。
[0095]作為帶給用于冷凝器12的風(fēng)路的熱影響，可以想到對(duì)郎肯循環(huán)裝置106的低壓側(cè)的壓力條件的影響。在膨脹機(jī)11與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱沒(méi)有減少的情況下(例如，在冷凝器12的上風(fēng)側(cè)配置有膨脹機(jī)11的情況下)，熱從膨脹機(jī)11向風(fēng)路的空氣移動(dòng)。其結(jié)果，風(fēng)路的空氣的溫度上升。風(fēng)路的空氣的溫度上升意味著用于在冷凝器12中冷卻工作介質(zhì)的空氣的溫度上升。在空冷式熱交換器中，工作介質(zhì)與空氣之間的溫度差根據(jù)風(fēng)量、熱交換器的尺寸、工作介質(zhì)的循環(huán)量等條件而變化。在熱交換器的熱交換量相同的條件下，工作介質(zhì)與空氣之間的溫度差大致一定。此時(shí)，空氣的溫度越高，則工作介質(zhì)的溫度也越上升。在此，在冷凝器12的內(nèi)部，工作介質(zhì)的大部分處于氣液二相狀態(tài)。工作介質(zhì)的溫度與工作介質(zhì)的壓力之間存在相關(guān)關(guān)系。溫度越高，則壓力越高。也就是說(shuō)，風(fēng)路的空氣的溫度上升會(huì)招致冷凝器12中的工作介質(zhì)的壓力(郎肯循環(huán)裝置106的低壓側(cè)的壓力)上升。
[0096]在郎肯循環(huán)裝置106中，高壓側(cè)的壓力、低壓側(cè)的壓力等壓力條件通過(guò)膨脹機(jī)11、泵13或蒸發(fā)器24處的受熱量等各種各樣的要因而決定。作為通常的傾向，低壓側(cè)的壓力上升，則高壓側(cè)的壓力也上升。但是，從耐壓和產(chǎn)品安全上的觀點(diǎn)來(lái)看，對(duì)高壓側(cè)的壓力設(shè)定上限。通常，進(jìn)行控制以使得高壓側(cè)的壓力不超過(guò)上限。即使低壓側(cè)的壓力上升，高壓側(cè)的壓力也不能超過(guò)上限。
[0097]在郎肯循環(huán)裝置106中，能夠發(fā)揮高性能的壓力條件根據(jù)膨脹機(jī)11的設(shè)計(jì)容積比等唯一地確定。若假設(shè)不能控制高壓側(cè)的壓力、低壓側(cè)的壓力因來(lái)自膨脹機(jī)11的傳熱而持續(xù)上升，則會(huì)變得難以控制壓力，從而不能使郎肯循環(huán)裝置106以高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，利用分隔件19減少膨脹機(jī)11與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱在減少冷凝器12中的工作介質(zhì)的壓力上升、使郎肯循環(huán)裝置106具有控制的自由度的方面是有用的。
[0098]另外，為了減少膨脹機(jī)11與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱，空冷單元100也可以取代分隔件19或者除了分隔件19之外還具備包圍膨脹機(jī)11的絕熱材料36(第2絕熱材料)。通過(guò)絕熱材料36，能夠減少膨脹機(jī)11與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱。絕熱材料36是上述傳熱減少體的一例。作為絕熱材料36，可以使用織布、無(wú)紡布、樹(shù)脂膜、發(fā)泡絕熱材料、真空絕熱材料等。絕熱材料36可以通過(guò)與膨脹機(jī)11直接接觸(緊貼)來(lái)包圍膨脹機(jī)11。可以是膨脹機(jī)11完全被絕熱材料36覆蓋，也可以是膨脹機(jī)11局部被絕熱材料36覆蓋。另外，絕熱材料36也可以不必與膨脹機(jī)11緊貼。也可以在絕熱材料36與膨脹機(jī)11之間存在間隙。
[0099]空冷單元100也可以取代絕熱材料36或者除了絕熱材料36之外還具備將膨脹機(jī)收納部32包圍成1個(gè)空間的絕熱材料37 (第1絕熱材料)。在膨脹機(jī)收納部32被絕熱材料37包圍的情況下，能夠?qū)⑴c膨脹機(jī)11連接的高溫的配管也同時(shí)絕熱。在該情況下，能夠得到與通過(guò)在高溫的配管直接卷繞絕熱材料而得到的絕熱效果相同的絕熱效果。也能夠使空冷單元100的制造工序簡(jiǎn)化。作為絕熱材料37，可以使用織布、無(wú)紡布、樹(shù)脂膜、發(fā)泡絕熱材料、真空絕熱材料等。
[0100]空冷單元100也可以除了分隔件19之外另外還具備配置在膨脹機(jī)11與泵13之間的分隔件20。分隔件20是上述傳熱減少體的一例。分隔件20的形狀和材料沒(méi)有特別限定。分隔件20例如是板狀的構(gòu)件。分隔件20的材料是金屬、樹(shù)脂、陶瓷等公知的材料。分隔件19和分隔件20也可以做成單一的分隔件配置在殼體30的內(nèi)部。殼體30的內(nèi)部空間由分隔件19和分隔件20分隔為膨脹機(jī)收納部32、冷凝器收納部34以及泵收納部38。泵收納部38是配置有泵13的空間。分隔件20減少膨脹機(jī)收納部32與泵收納部38之間的傳熱。即，通過(guò)分隔件20來(lái)減少膨脹機(jī)11與泵13之間的熱移動(dòng)。
[0101]作為膨脹機(jī)11與泵13之間的傳熱的影響，可以想到從膨脹機(jī)11的熱損失和泵13的入口的加熱。從膨脹機(jī)11的熱損失意味著熱能的損失。泵13的入口的加熱會(huì)招致泵13的入口的工作介質(zhì)的過(guò)冷卻度的降低。若加熱程度大，則工作介質(zhì)在泵13的入口從液相狀態(tài)變化為氣液二相狀態(tài)。其結(jié)果，可能會(huì)在泵13的入口產(chǎn)生氣蝕，或者泵13的動(dòng)作可能會(huì)變得不穩(wěn)定。分隔件20對(duì)于避開(kāi)這些不良情況是有效的。
[0102]與分隔件19同樣，分隔件20不是必需的。若熱從膨脹機(jī)11向泵13的出口的工作介質(zhì)傳遞，則泵13的出口的工作介質(zhì)的溫度上升。也就是說(shuō)，能夠通過(guò)工作介質(zhì)來(lái)回收熱能。另外，在膨脹機(jī)11被絕熱材料36包圍的情況下，從膨脹機(jī)11向泵13的熱移動(dòng)減少。進(jìn)而，通過(guò)用絕熱材料包圍泵13 (特別是入口)，能夠減少?gòu)呐蛎洐C(jī)11向泵13的入口的傳熱。
[0103]在本實(shí)施方式中，膨脹機(jī)收納部32與泵收納部38相比位于鉛垂方向的上側(cè)。換言之，膨脹機(jī)11與泵13相比位于鉛垂方向的上側(cè)。通過(guò)這樣的位置關(guān)系，基于加熱后的空氣會(huì)上升的性質(zhì)，能夠減少?gòu)呐蛎洐C(jī)收納部32向泵收納部38的熱移動(dòng)。
[0104]另外，控制器16配置在冷凝器12的下方。具體而言，配置在冷凝器收納部34的下部(底部)。冷凝器12的下方的空間的溫度低于比冷凝器12的下端靠上方的空間的溫度。當(dāng)在這樣的位置配置有控制器16時(shí)，控制器16更難以受到熱損害。這對(duì)郎肯循環(huán)裝置106的長(zhǎng)期可靠性來(lái)說(shuō)是優(yōu)選的。
[0105]此外，控制器16的上述配設(shè)位置是例示，不限于此?？刂破?6可以設(shè)置在殼體30內(nèi)的任意部位，也可以設(shè)置在殼體30外(也就是說(shuō)，空冷單元100外)。
[0106]如圖1所示，冷凝器12的工作介質(zhì)的入口與冷凝器12的工作介質(zhì)的出口相比位于鉛垂方向的上側(cè)。冷凝器12構(gòu)成為工作介質(zhì)從上向下流動(dòng)。在冷凝器12中，高溫且氣相狀態(tài)的工作介質(zhì)被空氣冷卻而變化為液相狀態(tài)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，低密度且氣相狀態(tài)的工作介質(zhì)進(jìn)入冷凝器12的上部，一邊被空氣冷卻向高密度且液相狀態(tài)變化，一邊向冷凝器12的下部移動(dòng)。也就是說(shuō)，上述結(jié)構(gòu)從為了運(yùn)送工作介質(zhì)而需要的能量的觀點(diǎn)和熱移動(dòng)的觀點(diǎn)看，浪費(fèi)少。優(yōu)選，冷凝器12構(gòu)成為:在鉛垂方向上，在冷凝器12的上部存在高溫且低密度的工作介質(zhì)，在冷凝器12的下部存在低溫且高密度的工作介質(zhì)。此外，除了上述結(jié)構(gòu)之夕卜，優(yōu)選，控制器16也配置在冷凝器收納部34的下部。這樣一來(lái)，能夠?qū)⒖刂破?6放置在更低溫度的環(huán)境中。
[0107]接著，對(duì)空冷單元100的空冷式的冷凝器12的規(guī)格進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0108]如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知那樣，在空氣調(diào)節(jié)裝置的室外機(jī)中使用翅片管式熱交換器。通過(guò)風(fēng)扇向室外機(jī)的內(nèi)部供給空氣，在熱交換器中的制冷劑與空氣之間進(jìn)行熱交換。在空氣調(diào)節(jié)裝置的室外機(jī)中，風(fēng)扇通常相對(duì)于熱交換器配置在下風(fēng)側(cè)。若假設(shè)在郎肯循環(huán)裝置106的空冷單元100中與空氣調(diào)節(jié)裝置的室外機(jī)同樣地在冷凝器12的下風(fēng)側(cè)配置有風(fēng)扇18，則被冷凝器12加熱后的空氣與風(fēng)扇18沖擊。其結(jié)果，風(fēng)扇18和用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇18的馬達(dá)被高溫的空氣加熱而可能會(huì)受到熱損害。
[0109]如圖2所示，在本實(shí)施方式中，風(fēng)扇18配置在冷凝器12的上風(fēng)側(cè)。通過(guò)這樣的位置關(guān)系，在配置有風(fēng)扇18的位置的空氣的溫度是被冷凝器12加熱之前的空氣的溫度。因此，能夠避免用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇18的馬達(dá)被由冷凝器12加熱后的空氣加熱。其結(jié)果，風(fēng)扇18的長(zhǎng)期可靠性提高。
[0110]另外，在本實(shí)施方式中，在冷凝器12的上風(fēng)側(cè)配置有控制器16。通過(guò)這樣的位置關(guān)系，能夠通過(guò)應(yīng)該向冷凝器12供給的空氣來(lái)冷卻控制器16。另外，也可以是，控制器16與冷凝器12接觸，以使得通過(guò)冷凝器12來(lái)冷卻控制器16。同樣，也可以是，泵13配置在冷凝器12的上風(fēng)側(cè)。例如，可以在與圖2所示的控制器16相同的位置配置泵13。通過(guò)這樣的位置關(guān)系，能夠利用應(yīng)該向冷凝器12供給的空氣來(lái)冷卻泵13。能夠在冷卻泵13的同時(shí)也冷卻泵13的入口的工作介質(zhì)。其結(jié)果，能夠避免泵13的入口的工作介質(zhì)被加熱從而過(guò)冷卻度減少、郎肯循環(huán)變得不穩(wěn)定的現(xiàn)象。在圖1中，控制器16配置在風(fēng)扇18的下風(fēng)側(cè)。但是，控制器16與風(fēng)扇18的位置關(guān)系沒(méi)有特別限定。控制器16也可以配置在風(fēng)扇18的上風(fēng)側(cè)。
[0111]冷凝器12也可以包括配置在氣流方向的上游側(cè)的上游部分12a和配置在氣流方向的下游側(cè)的下游部分12b。也就是說(shuō)，冷凝器12也可以具有以形成多個(gè)列的方式在氣流方向上排列的多個(gè)部分12a和12b。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑴帕欣淠?2的配管排列成工作介質(zhì)的溫度梯度的方向(從高溫的上游部分12b朝向低溫的下游部分12a的方向)與空氣的流動(dòng)方向彼此相對(duì)。也就是說(shuō)，冷凝器12也可以是工作介質(zhì)和空氣以對(duì)向流的形式進(jìn)行熱交換的對(duì)向流熱交換器。其結(jié)果，能夠提高冷凝器12的效率。另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，也比較容易變更冷凝器12的配管的內(nèi)徑、容易決定翅片的規(guī)格。上述結(jié)構(gòu)易于在冷凝器12由翅片管熱交換器形成的情況下采用。但是，在微通道熱交換等其他形式的熱交換器中也可以采用上述結(jié)構(gòu)。
[0112]上游部分12a可以是在冷凝器12中位于氣流方向的最上游側(cè)的部分。在上游部分12a設(shè)置有冷凝器12的出口。下游部分12b可以是在冷凝器12中位于氣流方向的最下游側(cè)的部分。在下游部分12b設(shè)置有冷凝器12的入口。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，空氣和工作介質(zhì)以對(duì)向流的形式進(jìn)行熱交換，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高熱交換效率。此外，在本實(shí)施方式中，冷凝器12由2列形成。但是，列數(shù)不限于2列。冷凝器12也可以由3以上的列數(shù)形成。
[0113]在圖2中，在上游部分12a與下游部分12b之間形成有間隙。也就是說(shuō)，形成上游部分12a的多個(gè)翅片不與形成下游部分12b的多個(gè)翅片連結(jié)。形成上游部分12a的多個(gè)翅片是與形成下游部分12b的多個(gè)翅片分開(kāi)的另外的部件。能夠避免熱難以在氣流方向上移動(dòng)、冷卻后的工作介質(zhì)被再度加熱，所以這樣的結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的。但是，上游部分12a的多個(gè)翅片和下游部分12b的多個(gè)翅片也可以彼此連結(jié)。
[0114]在本實(shí)施方式中，冷凝器12在從上方觀察其整體時(shí)具有L字的形狀。也就是說(shuō)，冷凝器12由形成預(yù)定角度(例如90度)的多個(gè)平面狀的部分構(gòu)成。詳細(xì)而言，冷凝器12包括多個(gè)平面狀的上游部分12a和多個(gè)平面狀的下游部分12b。從多個(gè)方向向冷凝器12供給空氣。這樣的結(jié)構(gòu)有利于增加相對(duì)于設(shè)置面積的傳熱面積，也就是說(shuō)，有利于空冷單元100的小型化。此外，在冷凝器12由多個(gè)平面狀的部分構(gòu)成的情況下，從上方觀察時(shí)的冷凝器12的形狀不限于L字的形狀。例如，也可以將各部分配置成在從側(cè)面觀察冷凝器12時(shí)冷凝器12呈現(xiàn)V字的形狀。只要有利于空冷單元100的小型化，則冷凝器12的各部分除了L字或V字的形狀以外也可以被配置成呈現(xiàn)能夠增加相對(duì)于設(shè)置面積的傳熱面積的形狀。
[0115]在本實(shí)施方式中，關(guān)于工作介質(zhì)的流路，用1個(gè)流路將膨脹機(jī)11與冷凝器12連接，用1個(gè)流路將冷凝器12與泵13連接。但是，如圖4所示，空冷單元100具備將膨脹機(jī)11的排出口與冷凝器12的入口連接的流路40。流路40也可以在膨脹機(jī)11與冷凝器12之間分支為多個(gè)分支流路40a和40b。多個(gè)分支流路40a和40b分別與冷凝器12連接。氣相狀態(tài)的工作介質(zhì)通過(guò)多個(gè)分支流路40a和40b而被導(dǎo)入冷凝器12。氣相狀態(tài)的工作介質(zhì)的密度低，容易產(chǎn)生壓力損失。根據(jù)圖4所示的結(jié)構(gòu)，由于能夠減少壓力損失，所以能夠提高冷凝器12的效率。此外，分支流路的數(shù)量不限于2個(gè)。也可以設(shè)置3個(gè)以上的分支流路。
[0116]在本實(shí)施方式中，分隔件19通過(guò)限制空氣的移動(dòng)方向來(lái)減少膨脹機(jī)11與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱。也就是說(shuō)，分隔件19配置在能夠減少空氣從配置有膨脹機(jī)11的空間向用于冷凝器12的風(fēng)路移動(dòng)的位置?；蛘?，分隔件19也可以配置在能夠減少空氣從用于冷凝器12的風(fēng)路向配置有膨脹機(jī)11的空間移動(dòng)的位置。由此，膨脹機(jī)11與風(fēng)路之間的傳熱減少。
[0117]具體而言，分隔件19減少了空氣從冷凝器收納部34向膨脹機(jī)收納部32流動(dòng)，并且減少了空氣從膨脹機(jī)收納部32向冷凝器收納部34流動(dòng)。通過(guò)減少膨脹機(jī)收納部32與冷凝器收納部34之間的空氣的移動(dòng)，能夠減少由對(duì)流引起的熱傳遞。分隔件19優(yōu)選具有禁止冷凝器收納部34與膨脹機(jī)收納部32之間的空氣的移動(dòng)的構(gòu)造。例如，可以使用沒(méi)有設(shè)置允許空氣的移動(dòng)那樣的孔的金屬板等作為分隔件19。這些事項(xiàng)也適用于分隔件20。
[0118]另外，分隔件19也可以構(gòu)成為輔助在用于冷凝器12的風(fēng)路形成氣流。具體而言，由分隔件19形成了用于冷凝器12的風(fēng)路的壁面。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠既抑制在風(fēng)路的損失，又向冷凝器12引導(dǎo)空氣。另外，能夠在冷凝器12中進(jìn)行更高效率的熱交換。
[0119]用于將膨脹機(jī)11與郎肯循環(huán)裝置106的蒸發(fā)器24連接的流路50(第1流路)向殼體30的外部延伸。在流路50的端部設(shè)置有連接部15 (第1連接部)，該連接部15用于將與蒸發(fā)器24的出口連接的配管從空冷單元100的外部向流路50連接。從配置有膨脹機(jī)11的空間(膨脹機(jī)收納部32)觀察時(shí)，連接部15設(shè)置在與配置有冷凝器12的空間(冷凝器收納部34)相反的一側(cè)。另外，用于將泵13與郎肯循環(huán)裝置106的蒸發(fā)器24連接的流路51 (第2流路)向殼體30的外部延伸。在流路51的端部設(shè)置有連接部14(第2連接部)，該連接部14用于將與蒸發(fā)器24的入口連接的配管從空冷單元100的外部向流路51連接。從配置有膨脹機(jī)11的空間(膨脹機(jī)收納部32)觀察時(shí)，連接部14設(shè)置在與配置有冷凝器12的空間(冷凝器收納部34)相反的一側(cè)。這樣，連接部14和連接部15設(shè)置在從用于冷凝器12的風(fēng)路離開(kāi)的位置，例如殼體30的外部。在連接部15中流動(dòng)的工作介質(zhì)的溫度例如達(dá)到200°C。因此，若連接部15配置在用于冷凝器12的風(fēng)路附近，則不能忽視連接部15與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠減少這樣的傳熱。另外，當(dāng)一方的連接部14設(shè)置在另一方的連接部15附近(例如，殼體30的相同面)時(shí)，能夠容易地從空冷單元100的外部將配管與連接部14及連接部15連接。當(dāng)然，為了減少連接部14與連接部15之間的傳熱，也可以分別在殼體30的不同的2個(gè)面配置連接部14和連接部15。
[0120]在本實(shí)施方式中，泵13配置在膨脹機(jī)11的下方。但是，根據(jù)空冷單元100的設(shè)置面積、形狀、大小等條件，也可以是，在從冷凝器12觀察時(shí)，泵13配置膨脹機(jī)11的相反側(cè)。即，也可以是，泵收納部38、冷凝器收納部34以及膨脹機(jī)收納部32以該順序橫向排列。
[0121]本實(shí)施方式公開(kāi)了用于減少膨脹機(jī)11與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱的結(jié)構(gòu)。在此，冷凝器12通過(guò)在風(fēng)路中流動(dòng)的空氣來(lái)冷卻在冷凝器12中流動(dòng)的工作介質(zhì)。因此，“膨脹機(jī)11與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱”可以說(shuō)成是“經(jīng)由風(fēng)路在膨脹機(jī)11與冷凝器12之間的傳熱”。即，也可以說(shuō)，本實(shí)施方式公開(kāi)了用于減少膨脹機(jī)11經(jīng)由風(fēng)路向冷凝器12施加的傳熱和/或冷凝器12經(jīng)由風(fēng)路向膨脹機(jī)11施加的傳熱的結(jié)構(gòu)。對(duì)于以下的實(shí)施方式也是同樣的。
[0122]以下，對(duì)空冷單元的其他實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。只要技術(shù)上不矛盾，則與參照?qǐng)D1?圖4說(shuō)明的空冷單元100和郎肯循環(huán)裝置106相關(guān)的說(shuō)明也可以應(yīng)用于以下的實(shí)施方式。另外，只要技術(shù)上不矛盾，則與以下的實(shí)施方式相關(guān)的說(shuō)明不僅可以應(yīng)用于實(shí)施方式1的空冷單元100，還可以在各實(shí)施方式之間彼此應(yīng)用。可以取代實(shí)施方式1的空冷單元100而在郎肯循環(huán)裝置106中使用以下的實(shí)施方式中說(shuō)明的空冷單元。
[0123](實(shí)施方式2)
[0124]如圖5所示，本實(shí)施方式的空冷單元200除了實(shí)施方式1的空冷單元100之外還具備再熱器21、旁通流路22以及控制閥23。再熱器21、旁通流路22以及控制閥23收納于殼體30。旁通流路22是通過(guò)在膨脹機(jī)11的外部將流路50與流路52連接而繞過(guò)膨脹機(jī)11的流路，所述流路50使工作介質(zhì)流入膨脹機(jī)11，所述流路52供從膨脹機(jī)11排出的工作流體流動(dòng)。即，旁通流路22是使得工作介質(zhì)能夠不經(jīng)由膨脹機(jī)11而流入再熱器21的流路。在空冷單元200不具有再熱器21的情況下，工作流體能夠經(jīng)由旁通流路22向冷凝器12供給?？刂崎y23配置在旁通流路22，對(duì)旁通流路22中的工作介質(zhì)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0125]再熱器21形成用于將從膨脹機(jī)11排出的工作介質(zhì)向冷凝器12供給的流路52的一部分。再熱器21還形成用于將從泵13排出的工作介質(zhì)向蒸發(fā)器24供給的流路51的一部分。在再熱器21中，在應(yīng)該從膨脹機(jī)11向冷凝器12供給的工作介質(zhì)與應(yīng)該從泵13向蒸發(fā)器24供給的工作介質(zhì)之間進(jìn)行熱交換。從膨脹機(jī)11排出的工作介質(zhì)的溫度例如為100?150°C。在再熱器21中，能夠?qū)呐蛎洐C(jī)11排出的工作介質(zhì)的熱能傳遞給從泵13排出的工作介質(zhì)。由此，能夠減少冷凝器12中需要的冷卻能和蒸發(fā)器24中需要的加熱能。其結(jié)果，能夠使冷凝器12和蒸發(fā)器24小型化。
[0126]控制閥23是能夠變更開(kāi)度的閥。通過(guò)變更控制閥23的開(kāi)度，能夠?qū)@過(guò)膨脹機(jī)11的工作介質(zhì)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，在如郎肯循環(huán)裝置106的啟動(dòng)時(shí)和停止時(shí)那樣、在蒸發(fā)器24的出口的工作介質(zhì)的狀態(tài)過(guò)渡變化而循環(huán)處于不穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行打開(kāi)控制閥23的控制。但是，打開(kāi)控制閥23的時(shí)期不限于過(guò)渡期。也可以在蒸發(fā)器24的出口的工作介質(zhì)的狀態(tài)處于穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行打開(kāi)控制閥23的控制。
[0127]如圖5所示，在本實(shí)施方式中，空冷單元200也具備分隔件19和分隔件20。殼體30的內(nèi)部空間由分隔件19和分隔件20分隔為膨脹機(jī)收納部32、冷凝器收納部34和泵收納部38。若將膨脹機(jī)收納部32的溫度、冷凝器收納部34的溫度以及泵收納部38的溫度相互比較，則膨脹機(jī)收納部32的溫度最高。膨脹機(jī)收納部32的溫度例如上升至200°C。由于來(lái)自膨脹機(jī)11的傳熱通過(guò)分隔件19和分隔件20而減少，所以冷凝器收納部34的溫度和泵收納部38的溫度比膨脹機(jī)收納部32的溫度低數(shù)10°C。
[0128]在本實(shí)施方式中，再熱器21配置在膨脹機(jī)收納部32。當(dāng)在膨脹機(jī)收納部32配置有再熱器21時(shí)，能夠通過(guò)再熱器21直接回收或者通過(guò)與再熱器21連接的配管來(lái)回收膨脹機(jī)收納部32的熱。從泵13排出的工作介質(zhì)的溫度低，例如為20?50°C。從膨脹機(jī)11排出的工作介質(zhì)的溫度例如為100?150°C。從泵13排出的工作介質(zhì)的溫度比從膨脹機(jī)11排出的工作介質(zhì)的溫度低。另外，從再熱器21流出的工作介質(zhì)的溫度也比從膨脹機(jī)11排出的工作介質(zhì)的溫度低。因此，從膨脹機(jī)11放出的熱能可以由再熱器21回收到郎肯循環(huán)裝置106。
[0129]旁通流路22和控制閥23也配置在膨脹機(jī)收納部32。控制閥23的上游側(cè)的旁通流路22中的工作介質(zhì)的溫度與膨脹機(jī)11的入口處的工作介質(zhì)的溫度大致相等，例如為200°C。當(dāng)旁通流路22和控制閥23配置在膨脹機(jī)收納部32時(shí)，能夠減少位于旁通流路22的上游部分的高溫的工作介質(zhì)向冷凝器12、泵13等低溫的構(gòu)成要素傳熱。
[0130]當(dāng)如本實(shí)施方式那樣將膨脹機(jī)11、再熱器21、旁通流路22以及控制閥23配置在1個(gè)被包圍的空間(膨脹機(jī)收納部32)時(shí)，無(wú)需用絕熱材料分別覆蓋這些構(gòu)成要素。也可以通過(guò)用絕熱材料37包圍膨脹機(jī)收納部32來(lái)將膨脹機(jī)收納部32絕熱。其結(jié)果，能夠使空冷單元200的制造工序簡(jiǎn)化。當(dāng)然，也可以用絕熱材料分別覆蓋膨脹機(jī)11、再熱器21、旁通流路22以及控制閥23。
[0131]另外，控制器16配置在泵收納部38。泵收納部38是具有比膨脹機(jī)收納部32的溫度低數(shù)10°c的溫度的空間，是對(duì)于控制器16來(lái)說(shuō)有用的環(huán)境。當(dāng)控制器16配置在泵收納部38時(shí)，能夠抑制控制器16的溫度過(guò)度上升。
[0132]另外，當(dāng)控制器16配置在泵收納部38時(shí)，能夠通過(guò)泵13的出口的工作介質(zhì)來(lái)冷卻控制器16。通常，控制器16搭載有控制用的電子電路。由于會(huì)從電子電路產(chǎn)生熱，所以應(yīng)該對(duì)控制器16進(jìn)行冷卻。也可以如實(shí)施方式1中說(shuō)明那樣通過(guò)空氣來(lái)冷卻控制器16。另一方面，也可以如本實(shí)施方式那樣通過(guò)從泵13排出的工作介質(zhì)來(lái)冷卻控制器16。雖然依賴(lài)于周?chē)h(huán)境和郎肯循環(huán)裝置106的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，但泵13的出口的工作介質(zhì)處于液相狀態(tài)，例如具有20?50°C的溫度。這樣的工作介質(zhì)在控制器16的冷卻中是有用的。具體而言，通過(guò)使與泵13的出口連接的流路51 (配管)的一部分(流路51a)與控制器16 (控制器16的發(fā)熱部)接觸，能夠?qū)刂破?6進(jìn)行冷卻。由此，能夠抑制控制器16的溫度過(guò)度上升。此外，在圖6中，流路51經(jīng)過(guò)再熱器21。但是，即使在空冷單元200沒(méi)有設(shè)置再熱器21的情況下，通過(guò)使與泵13的出口連接的流路51與控制器16接觸，也能夠得到同樣的效果。
[0133]在本實(shí)施方式中，用于將膨脹機(jī)11與郎肯循環(huán)裝置106的蒸發(fā)器24連接的流路50(第1流路)經(jīng)由膨脹機(jī)收納部32向殼體30的外部延伸。用于將蒸發(fā)器24與流路50連接的連接部15位于殼體30的外部。另外，用于將泵13與郎肯循環(huán)裝置106的蒸發(fā)器24連接的流路51 (第2流路)的一部分(流路51b)經(jīng)由膨脹機(jī)收納部32向殼體30的外部延伸。用于將蒸發(fā)器24與流路51連接的連接部14位于殼體30的外部。連接部14和連接部15例如安裝在殼體30的形成有膨脹機(jī)收納部32的部分。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒈容^高溫的工作介質(zhì)所流過(guò)的流路50和流路51b (配管)收納在膨脹機(jī)收納部32。其結(jié)果，能夠減少向用于冷凝器12的風(fēng)路和泵13的傳熱。
[0134](實(shí)施方式3)
[0135]如圖6所示，本實(shí)施方式的空冷單元300還具備蒸發(fā)器102。蒸發(fā)器102收納于殼體30。蒸發(fā)器102通過(guò)從空冷單元300的外部供給的熱介質(zhì)(水、油等)對(duì)從再熱器21流出的工作介質(zhì)進(jìn)行加熱而使其蒸發(fā)。作為蒸發(fā)器102，可以使用板式熱交換器等公知的熱交換器。根據(jù)空冷單元300，無(wú)需在空冷單元的外部設(shè)置蒸發(fā)器24。
[0136]在本實(shí)施方式中，空冷單元300也具備分隔件19和分隔件20。殼體30的內(nèi)部空間由分隔件19和分隔件20分隔為膨脹機(jī)收納部32、冷凝器收納部34以及泵收納部38。蒸發(fā)器102配置在膨脹機(jī)收納部32。在空冷單元300中，蒸發(fā)器102具有最高的溫度。當(dāng)蒸發(fā)器102配置在膨脹機(jī)收納部32時(shí)，能夠減少蒸發(fā)器102與用于冷凝器12的風(fēng)路之間的傳熱，并且能夠減少蒸發(fā)器102與泵13之間的傳熱。
[0137]另外，在本實(shí)施方式中，控制閥23配置在泵收納部38。作為控制閥23，可以使用搭載有對(duì)閥進(jìn)行電驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器的電動(dòng)式控制閥。致動(dòng)器可能會(huì)因熱而劣化。因此，當(dāng)控制閥23配置在低溫的泵收納部38時(shí)，能夠抑制控制閥23因熱而受到損害。其結(jié)果，控制閥23的長(zhǎng)期可靠性提高。同理，控制閥23也可以配置在冷凝器收納部34。
[0138]如圖5和圖6所示，在實(shí)施方式2和3中，旁通流路22和控制閥23設(shè)置在具有再熱器21的空冷單元200和300。但是，旁通流路22和控制閥23也可以設(shè)置在不具有再熱器21的空冷單元(例如，實(shí)施方式1的空冷單元100)。
[0139](實(shí)施方式4)
[0140]如圖7所示，在本實(shí)施方式的空冷單元400中，風(fēng)扇18配置在殼體30的上部。冷凝器12在從上方觀察其整體時(shí)具有U字的形狀。具有U字的形狀的冷凝器12有利于增加相對(duì)于設(shè)置面積的傳熱面積。冷凝器12沿著殼體30的多個(gè)側(cè)面(詳細(xì)而言，3個(gè)側(cè)面)配置。用于冷凝器12的風(fēng)路形成為，從殼體30的多個(gè)側(cè)面(3個(gè)側(cè)面)吸入到殼體30的內(nèi)部空間的空氣經(jīng)由冷凝器12向上吹出。由于冷凝器12具有U字的形狀，所以膨脹機(jī)收納部32被冷凝器12從3個(gè)方向包圍。由于在膨脹機(jī)11與冷凝器12之間存在分隔件19，所以能夠通過(guò)分隔件19來(lái)減少膨脹機(jī)11與冷凝器12之間的傳熱。
[0141]在本實(shí)施方式中，風(fēng)路形成為，從殼體30的側(cè)面吸入到殼體30的內(nèi)部空間的空氣經(jīng)由冷凝器12向上吹出。在該情況下，為了從殼體30的內(nèi)部空間排出空氣，也可以利用由被冷凝器12加熱后的空氣實(shí)現(xiàn)的自然對(duì)流。但是，也可以是，冷凝器12的風(fēng)路形成為從殼體30的上部吸入到殼體30的內(nèi)部空間的空氣經(jīng)由冷凝器12向側(cè)方吹出。另外，冷凝器12也可以在從上方觀察其整體時(shí)具有中空的矩形的形狀。也就是說(shuō)，也可以沿著殼體30的4個(gè)側(cè)面配置冷凝器12。進(jìn)而，用于冷凝器12的風(fēng)路也可以形成為，空氣不僅從側(cè)面也從殼體30的底面被吸入到殼體30的內(nèi)部空間，并向殼體30的外部吹出。
[0142]在本實(shí)施方式中，膨脹機(jī)11、再熱器21以及泵13配置在膨脹機(jī)收納部32。再熱器21位于膨脹機(jī)11與泵13之間。再熱器21具有膨脹機(jī)11的溫度與泵13的溫度之間的溫度。因此，根據(jù)上述位置關(guān)系，能夠減少高溫的膨脹機(jī)11與低溫的泵13之間的直接傳熱。
[0143](實(shí)施方式5)
[0144]如圖8所示，本實(shí)施方式的空冷單元500具備膨脹機(jī)11、冷凝器12、風(fēng)扇18、分隔件19以及殼體30。膨脹機(jī)11、冷凝器12以及分隔件19收納于殼體30。
[0145]與圖3所示的空冷單元100同樣，空冷單元500用于構(gòu)筑具備蒸發(fā)器24的郎肯循環(huán)裝置106。
[0146]殼體30具備收納膨脹機(jī)11的膨脹機(jī)收納部32和收納冷凝器12的冷凝器收納部34。膨脹機(jī)收納部32和冷凝器收納部34被分隔件19分隔。
[0147]關(guān)于上述結(jié)構(gòu)，由于與實(shí)施方式1是同樣的，所以省略其詳細(xì)說(shuō)明。
[0148]此外，在本實(shí)施方式中，使用分隔件19作為上述傳熱減少體的一例，但也可以取代分隔件19或者除了分隔件19之外如圖1等所示的絕熱材料36那樣設(shè)置包圍膨脹機(jī)11的第2絕熱材料(未圖示)。
[0149]另外，也可以取代上述第2絕熱材料或者除了上述第2絕熱材料之外如圖1等所示的絕熱材料37那樣設(shè)置包圍膨脹機(jī)收納部32的第1絕熱材料(未圖示)。
[0150]另外，雖然在圖8中未進(jìn)行圖示，但可以將使從冷凝器12排出的工作流體循環(huán)的泵設(shè)置在殼體30內(nèi)，也可以設(shè)置在殼體30外(也就是說(shuō)，空冷單元500外)。
[0151]另外，在如圖3所示那樣將蒸發(fā)器24設(shè)置在殼體30外的情況下，設(shè)置將空冷單元500與蒸發(fā)器24連接的第1連接部、第2連接部。在此，第1連接部如圖1等所示的連接部15那樣將第1流路50與連接于蒸發(fā)器24的出口的配管連接。另外，第2連接部如圖1等所示的連接部14那樣將第2流路51與連接于蒸發(fā)器24的入口的配管連接。
[0152]此時(shí)，第1連接部、第2連接部也可以與實(shí)施方式1同樣地設(shè)置在殼體30外。另夕卜，也可以是，在從配置有膨脹機(jī)11或泵的空間觀察時(shí)，第1連接部、第2連接部設(shè)置在與配置有冷凝器12的空間相反的一側(cè)。
[0153]另外，在空冷單元500中，也可以在殼體30內(nèi)設(shè)置蒸發(fā)器。在該情況下，例如可以如圖6所示那樣在膨脹機(jī)收納部32內(nèi)設(shè)置蒸發(fā)器102。
[0154]另外，本實(shí)施方式的空冷單元500也可以如實(shí)施方式2那樣還具備旁通流路和控制閥，所述旁通流路供工作介質(zhì)繞過(guò)膨脹機(jī)11而流動(dòng)，所述控制閥配置在旁通流路，對(duì)旁通流路中的工作介質(zhì)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制閥配置在膨脹機(jī)收納部32。
[0155]另外，本實(shí)施方式的空冷單元500也可以如實(shí)施方式3那樣還具備旁通流路和控制閥，所述旁通流路供工作介質(zhì)繞過(guò)膨脹機(jī)11而流動(dòng)，所述控制閥配置在旁通流路，對(duì)旁通流路中的工作介質(zhì)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制閥配置在冷凝器收納部34。
[0156]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0157]本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的技術(shù)對(duì)于回收從工廠、焚燒爐等設(shè)施排出的廢熱能來(lái)進(jìn)行發(fā)電的廢熱發(fā)電裝置是有用的。另外，本說(shuō)明書(shū)所公開(kāi)的技術(shù)不僅能夠用于廢熱能的回收，在使用如鍋爐那樣的熱源的發(fā)電裝置中也能夠廣泛采用。
【權(quán)利要求】
1.一種空冷單元，是郎肯循環(huán)裝置中所使用的空冷單元，具備: 膨脹機(jī)，其使工作介質(zhì)膨脹來(lái)回收能量； 冷凝器，其配置在冷卻用的空氣的風(fēng)路上，通過(guò)在所述風(fēng)路中流動(dòng)的空氣來(lái)冷卻所述工作介質(zhì)；以及 傳熱減少體，其減少所述膨脹機(jī)與所述風(fēng)路之間的傳熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空冷單元， 所述傳熱減少體具備配置在所述膨脹機(jī)與所述風(fēng)路之間的分隔件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空冷單元， 具備收納所述膨脹機(jī)和所述冷凝器的殼體， 所述殼體具備由所述分隔件分隔出的、收納所述膨脹機(jī)的膨脹機(jī)收納部和收納所述冷凝器的冷凝器收納部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 還具備使從所述冷凝器排出的所述工作介質(zhì)循環(huán)的泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空冷單元， 所述膨脹機(jī)與所述泵相比位于上側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空冷單元，還具備: 使從所述冷凝器排出的所述工作介質(zhì)循環(huán)的泵；和 收納所述膨脹機(jī)、所述冷凝器以及所述泵的殼體， 所述傳熱減少體具備分隔件，該分隔件配置在所述殼體的內(nèi)部，將所述殼體的內(nèi)部空間至少分隔為配置所述膨脹機(jī)的膨脹機(jī)收納部、配置所述冷凝器的冷凝器收納部以及配置所述泵的泵收納部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空冷單元， 所述膨脹機(jī)收納部與所述泵收納部相比位于上側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的空冷單元， 還具備控制器，該控制器配置在所述泵收納部，進(jìn)行所述空冷單元或所述郎肯循環(huán)裝置的控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求6?8中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 還具備再熱器，該再熱器配置在所述膨脹機(jī)收納部，使從所述泵排出的所述工作介質(zhì)與從所述膨脹機(jī)排出的所述工作介質(zhì)之間產(chǎn)生熱交換。
10.根據(jù)權(quán)利要求6?9中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 用于將所述膨脹機(jī)與在所述空冷單元的外部設(shè)置的蒸發(fā)器連接的第I流路，經(jīng)由所述膨脹機(jī)收納部延伸到所述殼體的外部， 用于將所述泵與在所述空冷單元的外部設(shè)置的所述蒸發(fā)器連接的第2流路，經(jīng)由所述膨脹機(jī)收納部延伸到所述殼體的外部， 用于將連接于所述蒸發(fā)器的出口的配管與所述第I流路連接的第I連接部和用于將連接于所述蒸發(fā)器的入口的配管與所述第2流路連接的第2連接部分別位于所述殼體的外部。
11.根據(jù)權(quán)利要求3、6?10中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 還具備包圍所述膨脹機(jī)收納部的第I絕熱材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求3、6?9中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 還具備蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器配置在所述膨脹機(jī)收納部，使所述工作介質(zhì)蒸發(fā)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6?10中任一項(xiàng)所述的空冷單元，還具備: 旁通流路，其供所述工作介質(zhì)繞過(guò)所述膨脹機(jī)而流動(dòng)；和 控制閥，其配置在所述旁通流路，對(duì)所述旁通流路中的所述工作介質(zhì)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)， 所述控制閥配置在所述泵收納部。
14.根據(jù)權(quán)利要求3、6?12中任一項(xiàng)所述的空冷單元，還具備: 旁通流路，其供所述工作介質(zhì)繞過(guò)所述膨脹機(jī)而流動(dòng)；和 控制閥，其配置在所述旁通流路，對(duì)所述旁通流路中的所述工作介質(zhì)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)， 所述控制閥配置在所述膨脹機(jī)收納部。
15.根據(jù)權(quán)利要求3、6?12中任一項(xiàng)所述的空冷單兀,還具備: 旁通流路，其供所述工作介質(zhì)繞過(guò)所述膨脹機(jī)而流動(dòng)；和 控制閥，其配置在所述旁通流路，對(duì)所述旁通流路中的所述工作介質(zhì)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)， 所述控制閥配置在所述冷凝器收納部。
16.根據(jù)權(quán)利要求4?10、13中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 所述泵配置在所述冷凝器的上風(fēng)側(cè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求4?7中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 還具備控制器，該控制器進(jìn)行所述空冷單元或所述郎肯循環(huán)裝置的控制， 所述控制器由從所述泵排出的所述工作介質(zhì)冷卻。
18.根據(jù)權(quán)利要求4?8、17中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 還具備再熱器，該再熱器使從所述泵排出的所述工作介質(zhì)與從所述膨脹機(jī)排出的所述工作介質(zhì)之間產(chǎn)生熱交換。
19.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的空冷單元， 還具備收納所述膨脹機(jī)、所述冷凝器以及所述泵的殼體， 用于將所述膨脹機(jī)與在所述空冷單元的外部設(shè)置的蒸發(fā)器連接的第I流路和用于將所述泵與在所述空冷單元的外部設(shè)置的所述蒸發(fā)器連接的第2流路分別延伸到所述殼體的外部， 用于將連接于所述蒸發(fā)器的出口的配管與所述第I流路連接的第I連接部和用于將連接于所述蒸發(fā)器的入口的配管與所述第2流路連接的第2連接部，在從配置有所述膨脹機(jī)或所述泵的空間觀察時(shí)，設(shè)置在與配置有所述冷凝器的空間相反的一側(cè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1?19中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 所述冷凝器包括翅片管式熱交換器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的空冷單元， 所述翅片管式熱交換器包括配置在氣流方向的上游側(cè)的上游部分和配置在所述氣流方向的下游側(cè)的下游部分， 在所述上游部分與所述下游部分之間形成有間隙。
22.根據(jù)權(quán)利要求1?19中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 所述冷凝器包括配置在氣流方向的上游側(cè)的上游部分和配置在所述氣流方向的下游側(cè)的下游部分。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的空冷單元， 所述上游部分是在所述冷凝器中位于所述氣流方向的最上游側(cè)的部分， 在所述上游部分設(shè)置有所述冷凝器的出口。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的空冷單元， 所述下游部分是在所述冷凝器中位于所述氣流方向的最下游側(cè)的部分， 在所述下游部分設(shè)置有所述冷凝器的入口。
25.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的空冷單元， 所述分隔件配置在減少空氣從配置有所述膨脹機(jī)的空間向所述風(fēng)路移動(dòng)的位置或減少空氣從所述風(fēng)路向配置有所述膨脹機(jī)的空間移動(dòng)的位置。
26.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的空冷單元， 所述分隔件構(gòu)成為輔助在所述風(fēng)路形成氣流。
27.根據(jù)權(quán)利要求1?26中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 還具備風(fēng)扇，該風(fēng)扇配置在所述冷凝器的上風(fēng)側(cè)，向所述冷凝器供給空氣。
28.根據(jù)權(quán)利要求1?7、19、25、26中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 還具備控制器，該控制器配置在所述冷凝器的上風(fēng)側(cè)，進(jìn)行所述空冷單元或所述郎肯循環(huán)裝置的控制。
29.根據(jù)權(quán)利要求1?9、18、19、25、26、28中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 還具備使所述工作介質(zhì)蒸發(fā)的蒸發(fā)器。
30.根據(jù)權(quán)利要求1?29中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 所述傳熱減少體具備包圍所述膨脹機(jī)的第2絕熱材料。
31.根據(jù)權(quán)利要求1?30中任一項(xiàng)所述的空冷單元， 還具備多個(gè)分支流路，從所述膨脹機(jī)排出的所述工作介質(zhì)分別向該多個(gè)分支流路流動(dòng)， 所述多個(gè)分支流路分別與所述冷凝器連接。
32.—種朗肯循環(huán)裝置， 具備權(quán)利要求1?31中任一項(xiàng)所述的空冷單元。
【文檔編號(hào)】F01K25/10GK104420903SQ201410451874
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】小須田修, 木戶長(zhǎng)生, 岡市敦雄, 引地巧, 甲野藤正明, 西山典禎, 富樫仁夫, 松山哲也 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社