ランキンサイクルシステム
【課題】外気温度の変動に依存せず、システムの効率を高めることのできるランキンサイクルシステムを提供する。
【解決手段】車両（１）に搭載されるランキンサイクルシステム（１０）において、媒体が循環する媒体経路（１１）と、車両に搭載されたエンジンの排熱によって媒体を気化させる蒸発器（１２）と、気化された媒体により回転エネルギーを発生させる膨張器（１３）と、気化された媒体を凝縮して液化させる凝縮器（１４）と、液化された媒体を循環させるポンプ（１５）と、を備え、凝縮器は、車室の後方側に配置され、車室内の空気を用いて熱交換を行う。
【解決手段】車両（１）に搭載されるランキンサイクルシステム（１０）において、媒体が循環する媒体経路（１１）と、車両に搭載されたエンジンの排熱によって媒体を気化させる蒸発器（１２）と、気化された媒体により回転エネルギーを発生させる膨張器（１３）と、気化された媒体を凝縮して液化させる凝縮器（１４）と、液化された媒体を循環させるポンプ（１５）と、を備え、凝縮器は、車室の後方側に配置され、車室内の空気を用いて熱交換を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のエンジンの廃熱を利用してエネルギーを生成するランキンサイクルシステムにおける凝縮器の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱によって媒体である液体を気化させ、この気化された媒体によってエネルギーを取り出すランキンサイクル熱機関（ランキンサイクルシステム）が知られている。また、このランキンサイクルシステムを車両に搭載し、車両のエンジンの排熱を利用してエネルギーを取り出すシステムも知られている。エンジンの排熱は、冷却水等を用いて、エンジンや排気管からの熱を取得し、これを蒸発器に供給することで媒体を加熱する。また、車室外の走行風を用いて凝縮器を冷却することで熱交換が行われ、媒体が液化される。
【０００３】
一方、車室内の空調を冷凍サイクルによって調節する自動車用空気調和装置において、媒体の熱交換を行う熱交換器の冷却に、走行風のみならず、車室の排気を用いるよう構成した自動車用空気調和装置が知られている（特許文献１、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２２５３３０号公報
【特許文献２】特開２００５−１６２１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように、車両にランキンサイクルシステムを搭載した場合は、凝縮器は車室外の空気によって冷却される。この場合、凝縮器の熱交換効率は外気温度に依存するため、特に夏季など外気温度が高い場合には、凝縮器の熱交換が充分に行われず、ランキンサイクルシステムの効率が低くなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、外気の温度の変動に依存せず、システムの効率を高めることのできるランキンサイクルシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、車両に搭載されるランキンサイクルシステムにおいて、媒体が循環する媒体経路と、車両に搭載されたエンジンの排熱によって媒体を気化させる蒸発器と、気化された媒体により回転エネルギーを発生させる膨張器と、気化された媒体を凝縮して液化させる凝縮器と、液化された媒体を循環させるポンプと、を備え、凝縮器は、車室の後方側に配置され、車両の車室内の空気を用いて熱交換を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、凝縮器は、車室の後方側に配置された、車室内の空気及び車室外の走行風の少なくとも一方を凝縮器へと送風するように構成された送風ダクトに配置されることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、車室の後方側、かつ、凝縮器の近傍に、蒸発器、膨張器、凝縮器及びポンプが一つのユニットとして配置されることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、車両は、車室内の空気温度を調節する空調装置を備え、空調装置は、車両の車室後方側の空気温度を冷却するエバポレータを備え、凝縮器は、車両の車室の後方側に配置された、エバポレータを通過した空気を車室内及び凝縮器の少なくとも一方に送風するように構成された送風ダクトに配置されることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、車両は、車室内の空気及び車室外の空気の少なくとも一方を導入し、導入された空気を加熱又は冷却することにより車両前方側の車室内空気温度を調節する第１の空調装置と、車両の車室内の空気及び車室外の空気の少なくとも一方を導入し、導入された空気を加熱又は冷却することにより車両後方側の車室内空気温度を調節する第２の空調装置と、を備え、凝縮器は、車室の後方側に配置された、第２の空調装置により冷却された空気を車室内及び凝縮器の少なくとも一方に送風する送風ダクトに配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によると、凝縮器は車室の後方側に配置され、車室内の空気を用いて熱交換を行うので、車室内からの排気を利用することによって、冷却側空気と被冷却側媒体との温度差を大きくとることができ、凝縮器の熱交換効率を高めることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によると、車室内の空気及び車室外の走行風の少なくとも一方を凝縮器へと送風するので、温度差の大きい車室内の空気と、流量の大きい車室外の走行風とによって、凝縮器の熱交換効率を高めることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によると、車室の後方側に、蒸発器、膨張器、凝縮器及びポンプを一つのユニットとして配置したので、車両の空間の利用効率を高めることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によると、エバポレータを通過した空気を車室内及び凝縮器の少なくとも一方に送風するので、エバポレータを通過した温度差の大きい空気と、流量の大きい車室外の空気とによって、凝縮器の熱交換効率を高めることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によると、第２の空調装置により冷却された空気を車室内及び凝縮器の少なくとも一方に送風するので、第２の空調装置により冷却された温度差の大きい空気と、流量の大きい車室外の空気とによって、凝縮器の熱交換効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１実施形態＞
以下に、本発明の第１の実施の形態の車両１に搭載されたランキンサイクルシステム１０を、図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態のランキンサイクルシステム１０の構成図である。
【００１８】
ランキンサイクルシステム１０は、媒体が循環する媒体経路１１と、車両の冷却水からの熱を用いて媒体を気化させる蒸発器１２と、気化された媒体により回転エネルギーを発生させる膨張器１３と、気化された媒体を凝縮して液化させる凝縮器１４と、液化された媒体を循環させるポンプ１５とによって構成される。なお、本実施の形態では、媒体はＲ１３４ａを用いるが、その他の媒体を用いてもよい。
【００１９】
なお、図１では、媒体経路１１は、気化された媒体が循環する経路を鎖線とし、液化された媒体が循環する経路を実線として示している。
【００２０】
膨張器１３は、その回転軸を発電機１６と共有している。これにより、膨張器１３の回転エネルギーが発電機１６に伝わり、発電機１６が発電される。
【００２１】
本実施の形態のランキンサイクルシステム１０は、このように構成することによって、車両１のエンジン排熱から得た熱エネルギーを回転エネルギーに変換し、この回転エネルギーを電気エネルギーに変換する。電気エネルギーは図示しない蓄電器に蓄電される。なお、蓄電器は、例えばバッテリやキャパシタ等により構成される。
【００２２】
車両１を駆動するエンジン２５を中心とするエンジン冷却システム２０は、冷却水が循環する冷却水経路２１と、熱を大気へと放出するラジエタ２２とによって構成される。なお、ラジエタ２２にはファン２９が備えられている。
【００２３】
また、冷却水経路２１は、その冷却水の一部が、エンジン２５から排気管２３の触媒２４及び消音器２７の間に備えられた排熱回収器２６を通じて、ランキンサイクルシステム１０の蒸発器１２へと送るように構成されている。すなわち、エンジン２５が発生する熱及び排気管２３に発生する熱を吸収した冷却水が、蒸発器１２へと送られるように構成されている。この冷却水の熱により蒸発器１２が媒体を熱することによって、媒体が気化される。
【００２４】
また、冷却水経路２１の一部は、エンジン２５の熱を吸収した冷却水をヒータ２８へと送るように構成されている。
【００２５】
なお、本実施形態では、エンジン２５の熱を吸収した冷却水を、排熱回収器２６によって排気管２３の熱を吸収させて蒸発器１２に送るよう構成したが、この構成でなくてもよい。例えば、エンジン２５の熱を吸収した冷却水のみを蒸発器１２へと送ってもよい。また、エンジン冷却システム２０とは別の冷却水流路を備え、ポンプ等を用いて排熱回収器２６の熱のみを蒸発器１２へと送るように構成してもよい。
【００２６】
ここで、ランキンサイクルシステム１０では、凝縮器１４が媒体と熱交換を行うことにより気化された媒体を凝縮して、冷媒を液化させる。従来、凝縮器１４は、エンジン冷却システム２０のラジエタ２２と同様に車両前方側に配置され、走行風等によって熱を大気へと放出することにより熱交換を行っていた。しかしながら、外気温度は季節により変動する。また、エンジンルームはエンジンの熱が対流する。そのため、夏季など外気温度が高くなった場合は、凝縮器１４の熱交換が充分に行われず、熱交換効率が低下してしまい、ランキンサイクルの効率が低下してしまうという問題があった。
【００２７】
そこで本発明の第１の実施の形態では、以下に説明するように凝縮器１４を構成した。
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施の形態のランキンサイクルシステムを搭載した車両１の構成図である。
【００２９】
車両１には、ランキンサイクルシステム１０と、エンジン冷却システム２０と、冷凍サイクルシステム３０とが搭載されている。
【００３０】
冷凍サイクルシステム３０は、冷媒が循環される循環経路３１中に、車両前方側に備えられたコンプレッサ３２、コンデンサ３３、リキッドタンク３４、膨張弁３５及びエバポレータ３６を備える。これらが車両前方側の空気温度を調節する空調装置３０ａを構成する。なお、冷媒は一般的にＲ１３４ａが用いられる。
【００３１】
コンプレッサ３２は、冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒としてコンデンサ３３に送出する。コンデンサ３３は、冷媒を凝縮して液化する。リキッドタンク３４は、冷媒を気液分離して、液相の冷媒のみを膨張弁３５に送出する。膨張弁３５は、液相の冷媒を膨張させることにより気化させ、低温低圧の冷媒としてエバポレータ３６に送出する。エバポレータ３６は、送出された低温の冷媒とエバポレータ３６を通過する空気とを熱交換させ、空気を冷却する。ブロアファン３７は、車室外の空気又は車室内の空気を空調ダクト３８によりエバポレータ３６を介して車室内に送る。切換ダンパ３９は、車室内の空気をエバポレータ３６に送るか、車室外の空気をエバポレータ３６に送るかを切り換える。
【００３２】
また、空調ダクト３８には、ヒータ２８が配置され、エンジン２５により加熱された冷却水が通過する。
【００３３】
一般的に、冷凍サイクルシステム３０により構成される空調装置は、車室後方側に、車内の空気を排気するための送風通路を備えている。
【００３４】
本実施の形態では、ランキンサイクルシステム１０の凝縮器１４を車室後方側に配置した。そして、この凝縮器１４の周辺に、車室内の空気を凝縮器１４に送る送風ダクト４０を備えた。
【００３５】
送風ダクト４０は、車室内又は車室外と連通しており、車室内の空気を凝縮器１４に送るか、車室外の空気（例えば走行風）を凝縮器１４に送るかを切り換える切換ダンパ４１が備えられている。また、凝縮器１４にはファン４２が備えられている。ファン４２は、送風ダクト４０及び凝縮器１４を通過した空気を、車室外へと排出するように構成されている。
【００３６】
このように、本実施の形態では、車両後方側に車室内の空気を排出する送風ダクト４０を備え、ランキンサイクルシステム１０の凝縮器１４に、車室内の空気を送るように構成した。このように構成することによって、季節の変化に対して比較的温度変動が少ない車室内の空気を凝縮器１４に送ることができる。また、比較的流量が大きい車室外の走行風も凝縮器１４に送ることができる。これによって、凝縮器１４の熱交換効率が高まり、ランキンサイクルシステム１０の効率が低下してしまうことを防ぐことができる。
【００３７】
なお、図２では図示しないが、ランキンサイクルシステム１０の蒸発器１２、膨張器１３、ポンプ１５は、車両前方側（例えばエンジンルーム）に配置する。そして、媒体経路１１の一部が、車両後方側に配置された凝縮器１４へと連通するように構成されている。
【００３８】
図３は、本発明の第１の実施の形態の車両１における送風ダクト４０の具体的な構成の一例である。
【００３９】
図３（Ａ）は、車両１の断面図であり、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、送風ダクト４０の要部の拡大図である。
【００４０】
前述のように、ランキンサイクルシステム１０の凝縮器１４は、車両後方側に備えられる。そして、送風ダクト４０により、車室内の空気、及び／又は、車室外の走行風を送るように構成した。
【００４１】
図３（Ａ）に示すように、車両１（例えば、セダンタイプ、ステーションワゴンタイプ等）において、車室の後方側には荷室４４が存在する。この荷室４４の一部に送風ダクト４０を構成し、この送風ダクト４０の後方側に凝縮器１４を配置した。例えば、荷室４４の後方側とリアバンパーフェイシャルとの間の空間に凝縮器１４及びファン４２配置する。そして、この送風ダクト４０には、後部座席の後方側から車室内の空気を凝縮器１４に送出するか、車両１の下部から車室外の空気を凝縮器１４に送出するかを切り換える切換ダンパ４１を備える。
【００４２】
図３（Ｂ）は、車室内の空気を凝縮器１４に送るように切換ダンパ４１を切り換えた状態を示す。この状態では、適切に空調された車室内の空気を凝縮器１４に送るので、例えば夏季など外気温度が高い場合、冬季など外気温度が低い場合などにも、凝縮器１４に対して適切な温度の空気を送ることができ、凝縮器１４の熱交換効率が高まる。
【００４３】
図３（Ｃ）は、車室外の空気を凝縮器に送出するように切換ダンパ４１を切り換えた状態を示す。この状態では、車室外の走行風を凝縮器１４に送るので、車室内の空気よりも多くの流量の空気を凝縮器１４に送ることができ、凝縮器１４の熱交換効率が高まる。
【００４４】
特に、外気温が凝縮器１４を冷却するのに適切な温度である場合には、車室内の空気を凝縮器１４に送ることによる冷凍サイクルシステム３０の損失によって車両１の燃費が低下することを防ぐこともできる。
【００４５】
なお、この図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示した例では、切換ダンパ４１を、車室内又は車室外のいずれか一方に切り換えた状態を示したが、切換ダンパ４１の開度を調節することにより、車室内の空気及び車室外の空気を混合した空気を凝縮器１４に送ることができる。例えば、車室内の空気を３割、車室外の空気を７割として混合した空気を凝縮器１４に送るように切換ダンパ４１の開度を制御することができる。
【００４６】
図４は、本発明の第１の実施の形態の車両１における送風ダクト４０の具体的な構成の他の例である。
【００４７】
図４（Ａ）は、車両１の断面図であり、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、送風ダクト４０の要部の拡大図である。
【００４８】
前述のように、ランキンサイクルシステム１０の凝縮器１４は、送風ダクト４０と共に車両後方側に配置される。そして、この送風ダクト４０により、車室内の空気を通風可能に構成した。
【００４９】
図４に示す例では、図３に示した例とは異なり、車両後方側の送風ダクト４０について、荷室４４の前側に凝縮器１４及び切換ダンパ４１を配置した。
【００５０】
このように構成であっても、前述の図３において説明したのと同様の効果が得られる。
【００５１】
すなわち、図４（Ｂ）に示すように、車室内の空気を凝縮器に送出するように切換ダンパ４１を切り換えた状態では、適切に空調された車室内の空気を凝縮器１４に送るので、例えば夏季など外気温度が高い場合や冬季など外気温度が低い場合などにも、凝縮器１４に対して適切な温度の空気を送ることができ、凝縮器１４の熱交換効率が高まる。
【００５２】
また、図４（Ｃ）に示すように、車室外の空気を凝縮器に送るように切換ダンパ４１を切り換えた状態では、車室外の走行風を凝縮器１４に送るので、車室内の空気よりも多くの流量の空気を凝縮器１４に送ることができ、凝縮器１４の熱交換効率が高まる。特に、外気温が凝縮器１４を冷却するのに適切な温度である場合には、車室内の空気を凝縮器１４に送ることによる冷凍サイクルシステム３０の損失によって車両１の燃費が低下することを防ぐこともできる。
【００５３】
なお、図３において前述したように、切換ダンパ４１の開度を調節することによって、車室内の空気と車室外の空気とを混合した空気を凝縮器１４に送ることができる。
【００５４】
図５は、本発明の第１の実施の形態の車両１における送風ダクト４０の具体的な構成の、さらに他の例である。
【００５５】
前述の図３及び図４に示す構成例では、ランキンサイクルシステム１０の蒸発器１２、膨張器１３、ポンプ１５を、車両前方側のエンジンルームに配置し、凝縮器１４のみを車両後方側に配置した。一方、図５に示す構成例では、ランキンサイクルシステム１０の蒸発器１２、膨張器１３及びポンプ１５を一つのユニット１０ａとして、車両後方側であって、凝縮器１４の近傍に配置した。
【００５６】
車両後方側には、一般的にスペアタイヤを搭載する空間がある。近年、ランフラットタイヤ等の採用によりスペアタイヤは不要となっている。一方、エンジンルーム内にはエンジン２５を初めとした多様な補機類のため、ランキンサイクルシステム１０を配置する空間が少なくなっている。そこで、スペアタイヤ搭載用の空間に、ランキンサイクルシステム１０のユニット１０ａを配置した。
【００５７】
図５に示すように、ランキンサイクルシステム１０のユニット１０ａを、車両後方側に配置した。このように構成することによって、車両内の空間を有効に利用することができる。
【００５８】
なお、図５のように構成する場合は、排気管２３の車両後方側に排熱回収器２６を備え、冷却水経路２１の一部を、エンジン２５からこの車両後方側に備えられた排熱回収器２６へと連通するように構成し、さらに、排熱回収器２６から、蒸発器１２を経由してエンジン２５側に戻るように冷却水経路２１を構成することが好適である。このように構成することにより、媒体経路１１を車両前方側から延長する必要がなくなるので、媒体経路１１を大幅に短縮でき、媒体流路１１における熱損失を少なくすることができる。
【００５９】
以上のように本発明の第１の実施の形態では、車両１に搭載したランキンサイクルシステム１０において、車両後方側に凝縮器１４を配置し、この凝縮器１４に車室内の空気及び／又は車室外の走行風を送ることによって、凝縮器１４の熱交換効率を高めることができ、ランキンサイクルシステム１０の効率を高めることができる。
【００６０】
また、凝縮器１４の熱交換効率を高めることができることから、凝縮器１４を小型化することができ、スペース効率を高めることができる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態では、前述の第１の実施の形態と異なり、車両後方側に空調装置（第２の空調装置）を備える車両１に本発明を適用した場合の実施形態である。なお、第１の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００６２】
図６は、本発明の第２の実施の形態のランキンサイクルシステム１０を搭載した車両１の構成図である。
【００６３】
前述の第１の実施の形態と同様に、車両１には、ランキンサイクルシステム１０と、エンジン冷却システム２０と、冷凍サイクルシステム３０とが搭載されている。
【００６４】
冷凍サイクルシステム３０は、前述のように、冷媒が循環される循環経路３１中に、車両前方側に配置されたコンプレッサ３２、コンデンサ３３、リキッドタンク３４、膨張弁３５及びエバポレータ３６を備える。そして、車両前方側の空気温度を調節するため、このエバポレータ３６の周辺に備えられたブロアファン３７、空調ダクト３８、切換ダンパ３９及びヒータ２８等が、第１の空調装置３０ａを構成する。
【００６５】
ここで、本実施の形態では、車両１に、車両後方側の空調のための後方側空調ダクト５０を備える。この後方側空調ダクト５０には、前述の空調ダクト３８と同様に、エバポレータ５１、ブロアファン５２、ヒータ５５等が備えられている。これらが、車両後方側の空気温度を調節する第２の空調装置３０ｂを構成する。
【００６６】
これら第１の空調装置３０ａと、第２の空調装置３０ｂとは、循環経路３１、コンプレッサ３２、コンデンサ３３、リキッドタンク３４、膨張弁３５及びエバポレータ３６を共有し、共通の冷媒によって、車両前方側の空気温度又は車両後方側の空気温度を調節する。
【００６７】
後方側空調ダクト５０には、ブロアファン５２によって送出された空気を、ヒータ５５を経由して車室内に送出するか、ヒータ５５を経由せずに車室内に送出するか、を切り換える切換ダンパ５３が備えられている。
【００６８】
なお、図６において、後方側空調ダクト５０の左側が車室内からの空気の吸入側、後方側空調ダクト５０の右側が車室内への空気の排出側を示す。
【００６９】
後方側空調ダクト５０には、ブロアファン５２によってエバポレータ５１を通過した空気を車室内に送るか、凝縮器１４に送るか、を切り換える切換ダンパ５４が備えられている。
【００７０】
また、後方側空調ダクトの凝縮器１４付近には、車室内の空気を凝縮器１４に送るか、車室外の空気を凝縮器１４に送るか、を切り換える切換ダンパ４１が備えられている。
【００７１】
このように構成することによって、後方側空調ダクト５０に備えられるエバポレータ５１によって冷却された空気を凝縮器１４に直接送ることができるので、凝縮器１４の熱交換効率が高まり、ランキンサイクルシステム１０の効率を高めることできる。また、冷却された空気のみならず、車室外の走行風を凝縮器１４に送ることができるので、冷凍サイクルシステム３０の効率を下げることなく、凝縮器１４を適切に冷却することができ、ランキンサイクルシステム１０の効率を高めると共に、車両１の燃費を向上させることができる。
【００７２】
図７は、本発明の第２の実施の形態の車両１における送風ダクト４０の具体的な構成の一例である。
【００７３】
図７に示すように、第２の空調装置は、車両後方側、より具体的には、後部座席と荷室４４との間に配置されている。そして、ランキンサイクルシステム１０の凝縮器１４は、第２の空調装置のエバポレータ５１によって冷却された空気、及び／又は、車室外の走行風が送られるように構成されている。
【００７４】
以上のように、本発明の第２の実施の形態では、前述の第１の実施の形態と同様に、車両１に搭載したランキンサイクルシステム１０において、車両後方側に凝縮器１４を配置した。そして、凝縮器１４に、後方側空調ダクト５０に備えられたエバポレータ５１を通過した空気及び／又は車室外の走行風を送ることによって、凝縮器１４の熱交換効率を高めることができ、ランキンサイクルシステム１０の効率を高めることができる。
【００７５】
また、凝縮器１４の熱交換効率を高めることができることから、凝縮器１４を小型化することができ、スペース効率を高めることができる。
【００７６】
なお、第２の実施の形態では、図６に示すように、後部座席と荷室４４との間に凝縮器１４を配置したが、このような構成に限られない。すなわち、前述の第１の実施の形態の図３に示したように、車両後端側に凝縮器１４を配置してもよい。また、図５に示したように、ランキンサイクルシステム１０の蒸発器１２、膨張器１３及びポンプ１５を一つのユニットとして、送風ダクト４０及び凝縮器１４と共に車両後方側に配置してもよい。
【００７７】
また、第２の実施の形態では、エバポレータ５１、ブロアファン５２、ヒータ５５により構成される第２の空調装置は、車両後方側の空気温度を調節する目的で備えられるが、これに限定されることはない。例えば、ハイブリッド車両においては、一般的に車両後方側に大型のバッテリが配置されるが、第２の空調装置によってこのバッテリを冷却するように構成してもよい。この場合にも、この第２の空調装置により冷却された空気によって凝縮器１４を冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態のランキンサイクルシステムの構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のランキンサイクルシステムを搭載した車両の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の車両１における送風ダクトの具体的な構成の一例である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の車両１における送風ダクトの具体的な構成の他の例である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の車両１における送風ダクトの具体的な構成の、さらに他の例である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のランキンサイクルシステムを搭載した車両の構成図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の車両１における送風ダクトの具体的な構成の一例である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 車両
１０ ランキンサイクルシステム
１１ 媒体経路
１２ 蒸発器
１３ 膨張器
１４ 凝縮器
１５ ポンプ
２０ エンジン冷却システム
２６ 排熱回収器
３０ 冷凍サイクルシステム
３６ エバポレータ
４０ 送風ダクト
５０ 後方側空調ダクト
５１ エバポレータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のエンジンの廃熱を利用してエネルギーを生成するランキンサイクルシステムにおける凝縮器の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱によって媒体である液体を気化させ、この気化された媒体によってエネルギーを取り出すランキンサイクル熱機関（ランキンサイクルシステム）が知られている。また、このランキンサイクルシステムを車両に搭載し、車両のエンジンの排熱を利用してエネルギーを取り出すシステムも知られている。エンジンの排熱は、冷却水等を用いて、エンジンや排気管からの熱を取得し、これを蒸発器に供給することで媒体を加熱する。また、車室外の走行風を用いて凝縮器を冷却することで熱交換が行われ、媒体が液化される。
【０００３】
一方、車室内の空調を冷凍サイクルによって調節する自動車用空気調和装置において、媒体の熱交換を行う熱交換器の冷却に、走行風のみならず、車室の排気を用いるよう構成した自動車用空気調和装置が知られている（特許文献１、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２２５３３０号公報
【特許文献２】特開２００５−１６２１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように、車両にランキンサイクルシステムを搭載した場合は、凝縮器は車室外の空気によって冷却される。この場合、凝縮器の熱交換効率は外気温度に依存するため、特に夏季など外気温度が高い場合には、凝縮器の熱交換が充分に行われず、ランキンサイクルシステムの効率が低くなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、外気の温度の変動に依存せず、システムの効率を高めることのできるランキンサイクルシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、車両に搭載されるランキンサイクルシステムにおいて、媒体が循環する媒体経路と、車両に搭載されたエンジンの排熱によって媒体を気化させる蒸発器と、気化された媒体により回転エネルギーを発生させる膨張器と、気化された媒体を凝縮して液化させる凝縮器と、液化された媒体を循環させるポンプと、を備え、凝縮器は、車室の後方側に配置され、車両の車室内の空気を用いて熱交換を行うことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、凝縮器は、車室の後方側に配置された、車室内の空気及び車室外の走行風の少なくとも一方を凝縮器へと送風するように構成された送風ダクトに配置されることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、車室の後方側、かつ、凝縮器の近傍に、蒸発器、膨張器、凝縮器及びポンプが一つのユニットとして配置されることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、車両は、車室内の空気温度を調節する空調装置を備え、空調装置は、車両の車室後方側の空気温度を冷却するエバポレータを備え、凝縮器は、車両の車室の後方側に配置された、エバポレータを通過した空気を車室内及び凝縮器の少なくとも一方に送風するように構成された送風ダクトに配置されることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、車両は、車室内の空気及び車室外の空気の少なくとも一方を導入し、導入された空気を加熱又は冷却することにより車両前方側の車室内空気温度を調節する第１の空調装置と、車両の車室内の空気及び車室外の空気の少なくとも一方を導入し、導入された空気を加熱又は冷却することにより車両後方側の車室内空気温度を調節する第２の空調装置と、を備え、凝縮器は、車室の後方側に配置された、第２の空調装置により冷却された空気を車室内及び凝縮器の少なくとも一方に送風する送風ダクトに配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によると、凝縮器は車室の後方側に配置され、車室内の空気を用いて熱交換を行うので、車室内からの排気を利用することによって、冷却側空気と被冷却側媒体との温度差を大きくとることができ、凝縮器の熱交換効率を高めることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によると、車室内の空気及び車室外の走行風の少なくとも一方を凝縮器へと送風するので、温度差の大きい車室内の空気と、流量の大きい車室外の走行風とによって、凝縮器の熱交換効率を高めることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によると、車室の後方側に、蒸発器、膨張器、凝縮器及びポンプを一つのユニットとして配置したので、車両の空間の利用効率を高めることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によると、エバポレータを通過した空気を車室内及び凝縮器の少なくとも一方に送風するので、エバポレータを通過した温度差の大きい空気と、流量の大きい車室外の空気とによって、凝縮器の熱交換効率を高めることができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によると、第２の空調装置により冷却された空気を車室内及び凝縮器の少なくとも一方に送風するので、第２の空調装置により冷却された温度差の大きい空気と、流量の大きい車室外の空気とによって、凝縮器の熱交換効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１実施形態＞
以下に、本発明の第１の実施の形態の車両１に搭載されたランキンサイクルシステム１０を、図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態のランキンサイクルシステム１０の構成図である。
【００１８】
ランキンサイクルシステム１０は、媒体が循環する媒体経路１１と、車両の冷却水からの熱を用いて媒体を気化させる蒸発器１２と、気化された媒体により回転エネルギーを発生させる膨張器１３と、気化された媒体を凝縮して液化させる凝縮器１４と、液化された媒体を循環させるポンプ１５とによって構成される。なお、本実施の形態では、媒体はＲ１３４ａを用いるが、その他の媒体を用いてもよい。
【００１９】
なお、図１では、媒体経路１１は、気化された媒体が循環する経路を鎖線とし、液化された媒体が循環する経路を実線として示している。
【００２０】
膨張器１３は、その回転軸を発電機１６と共有している。これにより、膨張器１３の回転エネルギーが発電機１６に伝わり、発電機１６が発電される。
【００２１】
本実施の形態のランキンサイクルシステム１０は、このように構成することによって、車両１のエンジン排熱から得た熱エネルギーを回転エネルギーに変換し、この回転エネルギーを電気エネルギーに変換する。電気エネルギーは図示しない蓄電器に蓄電される。なお、蓄電器は、例えばバッテリやキャパシタ等により構成される。
【００２２】
車両１を駆動するエンジン２５を中心とするエンジン冷却システム２０は、冷却水が循環する冷却水経路２１と、熱を大気へと放出するラジエタ２２とによって構成される。なお、ラジエタ２２にはファン２９が備えられている。
【００２３】
また、冷却水経路２１は、その冷却水の一部が、エンジン２５から排気管２３の触媒２４及び消音器２７の間に備えられた排熱回収器２６を通じて、ランキンサイクルシステム１０の蒸発器１２へと送るように構成されている。すなわち、エンジン２５が発生する熱及び排気管２３に発生する熱を吸収した冷却水が、蒸発器１２へと送られるように構成されている。この冷却水の熱により蒸発器１２が媒体を熱することによって、媒体が気化される。
【００２４】
また、冷却水経路２１の一部は、エンジン２５の熱を吸収した冷却水をヒータ２８へと送るように構成されている。
【００２５】
なお、本実施形態では、エンジン２５の熱を吸収した冷却水を、排熱回収器２６によって排気管２３の熱を吸収させて蒸発器１２に送るよう構成したが、この構成でなくてもよい。例えば、エンジン２５の熱を吸収した冷却水のみを蒸発器１２へと送ってもよい。また、エンジン冷却システム２０とは別の冷却水流路を備え、ポンプ等を用いて排熱回収器２６の熱のみを蒸発器１２へと送るように構成してもよい。
【００２６】
ここで、ランキンサイクルシステム１０では、凝縮器１４が媒体と熱交換を行うことにより気化された媒体を凝縮して、冷媒を液化させる。従来、凝縮器１４は、エンジン冷却システム２０のラジエタ２２と同様に車両前方側に配置され、走行風等によって熱を大気へと放出することにより熱交換を行っていた。しかしながら、外気温度は季節により変動する。また、エンジンルームはエンジンの熱が対流する。そのため、夏季など外気温度が高くなった場合は、凝縮器１４の熱交換が充分に行われず、熱交換効率が低下してしまい、ランキンサイクルの効率が低下してしまうという問題があった。
【００２７】
そこで本発明の第１の実施の形態では、以下に説明するように凝縮器１４を構成した。
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施の形態のランキンサイクルシステムを搭載した車両１の構成図である。
【００２９】
車両１には、ランキンサイクルシステム１０と、エンジン冷却システム２０と、冷凍サイクルシステム３０とが搭載されている。
【００３０】
冷凍サイクルシステム３０は、冷媒が循環される循環経路３１中に、車両前方側に備えられたコンプレッサ３２、コンデンサ３３、リキッドタンク３４、膨張弁３５及びエバポレータ３６を備える。これらが車両前方側の空気温度を調節する空調装置３０ａを構成する。なお、冷媒は一般的にＲ１３４ａが用いられる。
【００３１】
コンプレッサ３２は、冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒としてコンデンサ３３に送出する。コンデンサ３３は、冷媒を凝縮して液化する。リキッドタンク３４は、冷媒を気液分離して、液相の冷媒のみを膨張弁３５に送出する。膨張弁３５は、液相の冷媒を膨張させることにより気化させ、低温低圧の冷媒としてエバポレータ３６に送出する。エバポレータ３６は、送出された低温の冷媒とエバポレータ３６を通過する空気とを熱交換させ、空気を冷却する。ブロアファン３７は、車室外の空気又は車室内の空気を空調ダクト３８によりエバポレータ３６を介して車室内に送る。切換ダンパ３９は、車室内の空気をエバポレータ３６に送るか、車室外の空気をエバポレータ３６に送るかを切り換える。
【００３２】
また、空調ダクト３８には、ヒータ２８が配置され、エンジン２５により加熱された冷却水が通過する。
【００３３】
一般的に、冷凍サイクルシステム３０により構成される空調装置は、車室後方側に、車内の空気を排気するための送風通路を備えている。
【００３４】
本実施の形態では、ランキンサイクルシステム１０の凝縮器１４を車室後方側に配置した。そして、この凝縮器１４の周辺に、車室内の空気を凝縮器１４に送る送風ダクト４０を備えた。
【００３５】
送風ダクト４０は、車室内又は車室外と連通しており、車室内の空気を凝縮器１４に送るか、車室外の空気（例えば走行風）を凝縮器１４に送るかを切り換える切換ダンパ４１が備えられている。また、凝縮器１４にはファン４２が備えられている。ファン４２は、送風ダクト４０及び凝縮器１４を通過した空気を、車室外へと排出するように構成されている。
【００３６】
このように、本実施の形態では、車両後方側に車室内の空気を排出する送風ダクト４０を備え、ランキンサイクルシステム１０の凝縮器１４に、車室内の空気を送るように構成した。このように構成することによって、季節の変化に対して比較的温度変動が少ない車室内の空気を凝縮器１４に送ることができる。また、比較的流量が大きい車室外の走行風も凝縮器１４に送ることができる。これによって、凝縮器１４の熱交換効率が高まり、ランキンサイクルシステム１０の効率が低下してしまうことを防ぐことができる。
【００３７】
なお、図２では図示しないが、ランキンサイクルシステム１０の蒸発器１２、膨張器１３、ポンプ１５は、車両前方側（例えばエンジンルーム）に配置する。そして、媒体経路１１の一部が、車両後方側に配置された凝縮器１４へと連通するように構成されている。
【００３８】
図３は、本発明の第１の実施の形態の車両１における送風ダクト４０の具体的な構成の一例である。
【００３９】
図３（Ａ）は、車両１の断面図であり、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、送風ダクト４０の要部の拡大図である。
【００４０】
前述のように、ランキンサイクルシステム１０の凝縮器１４は、車両後方側に備えられる。そして、送風ダクト４０により、車室内の空気、及び／又は、車室外の走行風を送るように構成した。
【００４１】
図３（Ａ）に示すように、車両１（例えば、セダンタイプ、ステーションワゴンタイプ等）において、車室の後方側には荷室４４が存在する。この荷室４４の一部に送風ダクト４０を構成し、この送風ダクト４０の後方側に凝縮器１４を配置した。例えば、荷室４４の後方側とリアバンパーフェイシャルとの間の空間に凝縮器１４及びファン４２配置する。そして、この送風ダクト４０には、後部座席の後方側から車室内の空気を凝縮器１４に送出するか、車両１の下部から車室外の空気を凝縮器１４に送出するかを切り換える切換ダンパ４１を備える。
【００４２】
図３（Ｂ）は、車室内の空気を凝縮器１４に送るように切換ダンパ４１を切り換えた状態を示す。この状態では、適切に空調された車室内の空気を凝縮器１４に送るので、例えば夏季など外気温度が高い場合、冬季など外気温度が低い場合などにも、凝縮器１４に対して適切な温度の空気を送ることができ、凝縮器１４の熱交換効率が高まる。
【００４３】
図３（Ｃ）は、車室外の空気を凝縮器に送出するように切換ダンパ４１を切り換えた状態を示す。この状態では、車室外の走行風を凝縮器１４に送るので、車室内の空気よりも多くの流量の空気を凝縮器１４に送ることができ、凝縮器１４の熱交換効率が高まる。
【００４４】
特に、外気温が凝縮器１４を冷却するのに適切な温度である場合には、車室内の空気を凝縮器１４に送ることによる冷凍サイクルシステム３０の損失によって車両１の燃費が低下することを防ぐこともできる。
【００４５】
なお、この図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示した例では、切換ダンパ４１を、車室内又は車室外のいずれか一方に切り換えた状態を示したが、切換ダンパ４１の開度を調節することにより、車室内の空気及び車室外の空気を混合した空気を凝縮器１４に送ることができる。例えば、車室内の空気を３割、車室外の空気を７割として混合した空気を凝縮器１４に送るように切換ダンパ４１の開度を制御することができる。
【００４６】
図４は、本発明の第１の実施の形態の車両１における送風ダクト４０の具体的な構成の他の例である。
【００４７】
図４（Ａ）は、車両１の断面図であり、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、送風ダクト４０の要部の拡大図である。
【００４８】
前述のように、ランキンサイクルシステム１０の凝縮器１４は、送風ダクト４０と共に車両後方側に配置される。そして、この送風ダクト４０により、車室内の空気を通風可能に構成した。
【００４９】
図４に示す例では、図３に示した例とは異なり、車両後方側の送風ダクト４０について、荷室４４の前側に凝縮器１４及び切換ダンパ４１を配置した。
【００５０】
このように構成であっても、前述の図３において説明したのと同様の効果が得られる。
【００５１】
すなわち、図４（Ｂ）に示すように、車室内の空気を凝縮器に送出するように切換ダンパ４１を切り換えた状態では、適切に空調された車室内の空気を凝縮器１４に送るので、例えば夏季など外気温度が高い場合や冬季など外気温度が低い場合などにも、凝縮器１４に対して適切な温度の空気を送ることができ、凝縮器１４の熱交換効率が高まる。
【００５２】
また、図４（Ｃ）に示すように、車室外の空気を凝縮器に送るように切換ダンパ４１を切り換えた状態では、車室外の走行風を凝縮器１４に送るので、車室内の空気よりも多くの流量の空気を凝縮器１４に送ることができ、凝縮器１４の熱交換効率が高まる。特に、外気温が凝縮器１４を冷却するのに適切な温度である場合には、車室内の空気を凝縮器１４に送ることによる冷凍サイクルシステム３０の損失によって車両１の燃費が低下することを防ぐこともできる。
【００５３】
なお、図３において前述したように、切換ダンパ４１の開度を調節することによって、車室内の空気と車室外の空気とを混合した空気を凝縮器１４に送ることができる。
【００５４】
図５は、本発明の第１の実施の形態の車両１における送風ダクト４０の具体的な構成の、さらに他の例である。
【００５５】
前述の図３及び図４に示す構成例では、ランキンサイクルシステム１０の蒸発器１２、膨張器１３、ポンプ１５を、車両前方側のエンジンルームに配置し、凝縮器１４のみを車両後方側に配置した。一方、図５に示す構成例では、ランキンサイクルシステム１０の蒸発器１２、膨張器１３及びポンプ１５を一つのユニット１０ａとして、車両後方側であって、凝縮器１４の近傍に配置した。
【００５６】
車両後方側には、一般的にスペアタイヤを搭載する空間がある。近年、ランフラットタイヤ等の採用によりスペアタイヤは不要となっている。一方、エンジンルーム内にはエンジン２５を初めとした多様な補機類のため、ランキンサイクルシステム１０を配置する空間が少なくなっている。そこで、スペアタイヤ搭載用の空間に、ランキンサイクルシステム１０のユニット１０ａを配置した。
【００５７】
図５に示すように、ランキンサイクルシステム１０のユニット１０ａを、車両後方側に配置した。このように構成することによって、車両内の空間を有効に利用することができる。
【００５８】
なお、図５のように構成する場合は、排気管２３の車両後方側に排熱回収器２６を備え、冷却水経路２１の一部を、エンジン２５からこの車両後方側に備えられた排熱回収器２６へと連通するように構成し、さらに、排熱回収器２６から、蒸発器１２を経由してエンジン２５側に戻るように冷却水経路２１を構成することが好適である。このように構成することにより、媒体経路１１を車両前方側から延長する必要がなくなるので、媒体経路１１を大幅に短縮でき、媒体流路１１における熱損失を少なくすることができる。
【００５９】
以上のように本発明の第１の実施の形態では、車両１に搭載したランキンサイクルシステム１０において、車両後方側に凝縮器１４を配置し、この凝縮器１４に車室内の空気及び／又は車室外の走行風を送ることによって、凝縮器１４の熱交換効率を高めることができ、ランキンサイクルシステム１０の効率を高めることができる。
【００６０】
また、凝縮器１４の熱交換効率を高めることができることから、凝縮器１４を小型化することができ、スペース効率を高めることができる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態では、前述の第１の実施の形態と異なり、車両後方側に空調装置（第２の空調装置）を備える車両１に本発明を適用した場合の実施形態である。なお、第１の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００６２】
図６は、本発明の第２の実施の形態のランキンサイクルシステム１０を搭載した車両１の構成図である。
【００６３】
前述の第１の実施の形態と同様に、車両１には、ランキンサイクルシステム１０と、エンジン冷却システム２０と、冷凍サイクルシステム３０とが搭載されている。
【００６４】
冷凍サイクルシステム３０は、前述のように、冷媒が循環される循環経路３１中に、車両前方側に配置されたコンプレッサ３２、コンデンサ３３、リキッドタンク３４、膨張弁３５及びエバポレータ３６を備える。そして、車両前方側の空気温度を調節するため、このエバポレータ３６の周辺に備えられたブロアファン３７、空調ダクト３８、切換ダンパ３９及びヒータ２８等が、第１の空調装置３０ａを構成する。
【００６５】
ここで、本実施の形態では、車両１に、車両後方側の空調のための後方側空調ダクト５０を備える。この後方側空調ダクト５０には、前述の空調ダクト３８と同様に、エバポレータ５１、ブロアファン５２、ヒータ５５等が備えられている。これらが、車両後方側の空気温度を調節する第２の空調装置３０ｂを構成する。
【００６６】
これら第１の空調装置３０ａと、第２の空調装置３０ｂとは、循環経路３１、コンプレッサ３２、コンデンサ３３、リキッドタンク３４、膨張弁３５及びエバポレータ３６を共有し、共通の冷媒によって、車両前方側の空気温度又は車両後方側の空気温度を調節する。
【００６７】
後方側空調ダクト５０には、ブロアファン５２によって送出された空気を、ヒータ５５を経由して車室内に送出するか、ヒータ５５を経由せずに車室内に送出するか、を切り換える切換ダンパ５３が備えられている。
【００６８】
なお、図６において、後方側空調ダクト５０の左側が車室内からの空気の吸入側、後方側空調ダクト５０の右側が車室内への空気の排出側を示す。
【００６９】
後方側空調ダクト５０には、ブロアファン５２によってエバポレータ５１を通過した空気を車室内に送るか、凝縮器１４に送るか、を切り換える切換ダンパ５４が備えられている。
【００７０】
また、後方側空調ダクトの凝縮器１４付近には、車室内の空気を凝縮器１４に送るか、車室外の空気を凝縮器１４に送るか、を切り換える切換ダンパ４１が備えられている。
【００７１】
このように構成することによって、後方側空調ダクト５０に備えられるエバポレータ５１によって冷却された空気を凝縮器１４に直接送ることができるので、凝縮器１４の熱交換効率が高まり、ランキンサイクルシステム１０の効率を高めることできる。また、冷却された空気のみならず、車室外の走行風を凝縮器１４に送ることができるので、冷凍サイクルシステム３０の効率を下げることなく、凝縮器１４を適切に冷却することができ、ランキンサイクルシステム１０の効率を高めると共に、車両１の燃費を向上させることができる。
【００７２】
図７は、本発明の第２の実施の形態の車両１における送風ダクト４０の具体的な構成の一例である。
【００７３】
図７に示すように、第２の空調装置は、車両後方側、より具体的には、後部座席と荷室４４との間に配置されている。そして、ランキンサイクルシステム１０の凝縮器１４は、第２の空調装置のエバポレータ５１によって冷却された空気、及び／又は、車室外の走行風が送られるように構成されている。
【００７４】
以上のように、本発明の第２の実施の形態では、前述の第１の実施の形態と同様に、車両１に搭載したランキンサイクルシステム１０において、車両後方側に凝縮器１４を配置した。そして、凝縮器１４に、後方側空調ダクト５０に備えられたエバポレータ５１を通過した空気及び／又は車室外の走行風を送ることによって、凝縮器１４の熱交換効率を高めることができ、ランキンサイクルシステム１０の効率を高めることができる。
【００７５】
また、凝縮器１４の熱交換効率を高めることができることから、凝縮器１４を小型化することができ、スペース効率を高めることができる。
【００７６】
なお、第２の実施の形態では、図６に示すように、後部座席と荷室４４との間に凝縮器１４を配置したが、このような構成に限られない。すなわち、前述の第１の実施の形態の図３に示したように、車両後端側に凝縮器１４を配置してもよい。また、図５に示したように、ランキンサイクルシステム１０の蒸発器１２、膨張器１３及びポンプ１５を一つのユニットとして、送風ダクト４０及び凝縮器１４と共に車両後方側に配置してもよい。
【００７７】
また、第２の実施の形態では、エバポレータ５１、ブロアファン５２、ヒータ５５により構成される第２の空調装置は、車両後方側の空気温度を調節する目的で備えられるが、これに限定されることはない。例えば、ハイブリッド車両においては、一般的に車両後方側に大型のバッテリが配置されるが、第２の空調装置によってこのバッテリを冷却するように構成してもよい。この場合にも、この第２の空調装置により冷却された空気によって凝縮器１４を冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態のランキンサイクルシステムの構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のランキンサイクルシステムを搭載した車両の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の車両１における送風ダクトの具体的な構成の一例である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の車両１における送風ダクトの具体的な構成の他の例である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の車両１における送風ダクトの具体的な構成の、さらに他の例である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のランキンサイクルシステムを搭載した車両の構成図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の車両１における送風ダクトの具体的な構成の一例である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 車両
１０ ランキンサイクルシステム
１１ 媒体経路
１２ 蒸発器
１３ 膨張器
１４ 凝縮器
１５ ポンプ
２０ エンジン冷却システム
２６ 排熱回収器
３０ 冷凍サイクルシステム
３６ エバポレータ
４０ 送風ダクト
５０ 後方側空調ダクト
５１ エバポレータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（１）に搭載されるランキンサイクルシステム（１０）において、
媒体が循環する媒体経路（１１）と、前記車両（１）に搭載されたエンジンの排熱によって媒体を気化させる蒸発器（１２）と、前記気化された媒体により回転エネルギーを発生させる膨張器（１３）と、前記気化された媒体を凝縮して液化させる凝縮器（１４）と、前記液化された媒体を循環させるポンプ（１５）と、を備え、
前記凝縮器（１４）は、前記車両（１）の車室の後方側に配置され、車室内の空気を用いて熱交換を行うことを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のランキンサイクルシステムにおいて、
前記凝縮器（１４）は、前記車両（１）の車室の後方側に配置された、車室内の空気及び車室外の走行風の少なくとも一方を前記凝縮器（１４）へと送風するように構成された送風ダクト（４０）に配置されることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のランキンサイクルシステムにおいて、
車室の後方側、かつ、前記凝縮器（１４）の近傍に、前記蒸発器（１２）、前記膨張器（１３）、前記凝縮器（１４）及び前記ポンプ（１５）が、一つのユニットとして配置されることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のランキンサイクルシステムにおいて、
前記車両（１）は、車室内の空気温度を調節する空調装置を備え、前記空調装置は、車室後方側の空気温度を冷却するエバポレータ（５１）を備え、
前記凝縮器（１４）は、前記車両（１）の車室の後方側に配置された、前記エバポレータ（５１）を通過した空気を車室内及び前記凝縮器（１４）の少なくとも一方に送風するように構成された送風ダクト（４０）に配置されることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のランキンサイクルシステムにおいて、
前記車両（１）は、
車室内の空気及び車室外の空気の少なくとも一方を導入し、前記導入された空気を加熱又は冷却することにより車両前方側の車室内空気温度を調節する第１の空調装置と、
車室内の空気及び車室外の空気の少なくとも一方を導入し、前記導入された空気を加熱又は冷却することにより車両後方側の車室内空気温度を調節する第２の空調装置と、
を備え、
前記凝縮器（１４）は、前記車両（１）の車室の後方側に配置された、前記第２の空調装置により冷却された空気を車室内及び前記凝縮器（１４）の少なくとも一方に送風する送風ダクト（４０）に配置されることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項１】
車両（１）に搭載されるランキンサイクルシステム（１０）において、
媒体が循環する媒体経路（１１）と、前記車両（１）に搭載されたエンジンの排熱によって媒体を気化させる蒸発器（１２）と、前記気化された媒体により回転エネルギーを発生させる膨張器（１３）と、前記気化された媒体を凝縮して液化させる凝縮器（１４）と、前記液化された媒体を循環させるポンプ（１５）と、を備え、
前記凝縮器（１４）は、前記車両（１）の車室の後方側に配置され、車室内の空気を用いて熱交換を行うことを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のランキンサイクルシステムにおいて、
前記凝縮器（１４）は、前記車両（１）の車室の後方側に配置された、車室内の空気及び車室外の走行風の少なくとも一方を前記凝縮器（１４）へと送風するように構成された送風ダクト（４０）に配置されることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のランキンサイクルシステムにおいて、
車室の後方側、かつ、前記凝縮器（１４）の近傍に、前記蒸発器（１２）、前記膨張器（１３）、前記凝縮器（１４）及び前記ポンプ（１５）が、一つのユニットとして配置されることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のランキンサイクルシステムにおいて、
前記車両（１）は、車室内の空気温度を調節する空調装置を備え、前記空調装置は、車室後方側の空気温度を冷却するエバポレータ（５１）を備え、
前記凝縮器（１４）は、前記車両（１）の車室の後方側に配置された、前記エバポレータ（５１）を通過した空気を車室内及び前記凝縮器（１４）の少なくとも一方に送風するように構成された送風ダクト（４０）に配置されることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のランキンサイクルシステムにおいて、
前記車両（１）は、
車室内の空気及び車室外の空気の少なくとも一方を導入し、前記導入された空気を加熱又は冷却することにより車両前方側の車室内空気温度を調節する第１の空調装置と、
車室内の空気及び車室外の空気の少なくとも一方を導入し、前記導入された空気を加熱又は冷却することにより車両後方側の車室内空気温度を調節する第２の空調装置と、
を備え、
前記凝縮器（１４）は、前記車両（１）の車室の後方側に配置された、前記第２の空調装置により冷却された空気を車室内及び前記凝縮器（１４）の少なくとも一方に送風する送風ダクト（４０）に配置されることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【公開番号】特開２００９−８５０６０（Ｐ２００９−８５０６０Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５４４６１（Ｐ２００７−２５４４６１）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
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