ランキンサイクルシステム
【課題】 内燃機関の温度状態に応じて、全体の熱エネルギーを効率的に再利用することが可能なランキンサイクルシステムの提供。
【解決手段】 蒸発器１２の第１熱源としてエンジン１の冷却水が用いられ、該エンジン１のランキンサイクル用冷却水回路における蒸発器１２より上流側において排気ガス熱を蒸発器１２の第２熱源として冷却水に回収する排気ガス熱回収器１５と、ランキンサイクル用冷却水回路１６における排気ガス熱回収器１５をバイパスする第１バイパス回路４と、蒸発器１２をパイパスする第２バイパス回路５と、排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れと第１バイパス回路４を経由する流れと第２バイパス回路５を経由する流れとのいずれか一方に切り換える制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３と、該制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３の切換を制御する制御手段６と、が備えられている。
【解決手段】 蒸発器１２の第１熱源としてエンジン１の冷却水が用いられ、該エンジン１のランキンサイクル用冷却水回路における蒸発器１２より上流側において排気ガス熱を蒸発器１２の第２熱源として冷却水に回収する排気ガス熱回収器１５と、ランキンサイクル用冷却水回路１６における排気ガス熱回収器１５をバイパスする第１バイパス回路４と、蒸発器１２をパイパスする第２バイパス回路５と、排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れと第１バイパス回路４を経由する流れと第２バイパス回路５を経由する流れとのいずれか一方に切り換える制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３と、該制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３の切換を制御する制御手段６と、が備えられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低沸点冷媒を用いたランキンサイクルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン廃熱や排気ガス熱の再利用の為、蒸気などを媒体としたランキンサイクルを使用した排熱回生サイクルは、主にエアコン冷媒をそのまま使用する低沸点冷媒を媒体とし、エンジン冷却水からの排熱を熱源とするシステムや、水を媒体とし排気ガスを熱源とするシステムの大きく２つが既に公知として存在する（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開２００６−０１７１０８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２２０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のランキンサイクルでは、上述のように、排気ガス熱又はエンジン冷却水のどちらかを熱源としたシステム開発については、一般的に開発報告が発表されているが、両者を効率良く熱源として使用し、全体の熱エネルギーを効率的に再利用する、というサイクルは未だ開発されていない。
【０００４】
又、このサイクルを実際に自動車へ搭載した際に自動車の様々な使用環境に応じるサイクル制御方法についても確立されておらず、今後実用化に向けた一つの課題となっている。
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は、内燃機関の温度状態に応じて、全体の熱エネルギーを効率的に再利用することが可能なランキンサイクルシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１記載のランキンサイクルシステムは、液媒体の圧力を上げる圧縮機と、圧力が上がった液に熱を加えて気体にする蒸発器と、熱が加えられた気体のエネルギーを運動エネルギーに変換する膨張器と、変換し終わった気体のエネルギーを液体に戻す凝縮器とを備えたランキンサイクルシステムにおいて、前記蒸発器の第１熱源として内燃機関の冷却水が用いられ、該内燃機関のランキンサイクル用冷却水回路における前記蒸発器より上流側において排気ガス熱を前記蒸発器の第２熱源として冷却水に回収する排気ガス熱回収器と、前記ランキンサイクル用冷却水回路における前記蒸発器をバイパスする第１バイパス回路と、前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れと前記第１バイパス回路を経由する流れのいずれか一方に切り換える制御バルブと、該制御バルブの切換を制御する制御手段と、が備えられていることを特徴とする手段とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のランキンサイクルシステムでは、上述のように、蒸発器の第１熱源として内燃機関の冷却水が用いられ、該内燃機関のランキンサイクル用冷却水回路における蒸発器より上流側において排気ガス熱を前記蒸発器の第２熱源として冷却水に回収する排気ガス熱回収器と、ランキンサイクル用冷却水回路における蒸発器をバイパスする第１バイパス回路と、排気ガス熱回収器及び蒸発器を経由する流れと前記第１バイパス回路を経由する流れのいずれか一方に切り換える制御バルブと、該制御バルブの切換を制御する制御手段と、が備えられている構成とすることで、内燃機関の温度状態に応じて、制御バルブを切換制御することにより、全体の熱エネルギーを効率的に再利用することが可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
この実施例のランキンサイクルシステムは、請求項１〜７に記載の発明に対応する。
【００１０】
まず、この実施例のランキンサイクルシステムを図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１はこの実施例のランキンサイクルシステムが車両におけるエンジン廃熱を利用するランキンサイクルシステムに適用された例を示すサイクル回路図、図２〜４はこの実施例の制御内容を示す作用説明図、図５はこの実施例の制御内容を示す制御フローチャートである。
【００１２】
このランキンサイクルシステムが適用される車両の廃熱を利用するランキンサイクルシステムは、図１に示すように、液媒体の圧力を上げる圧縮機１１と、圧力が上がった液冷媒にさらに熱を加えて気体にする蒸発器１２と、熱が加えられた気体のエネルギーを運動エネルギーに変換する膨張器１３と、変換し終わった気体のエネルギーを液冷媒に戻す凝縮器１４と、排ガス熱回収器１５と、を備えている。
【００１３】
また、このランキンサイクルシステムが適用される車両は、エンジン（内燃機関）１と、ラジエータ２と、該ラジエータ２とエンジンとの間に冷却水を循環させるラジエータ回路２１と、ヒータ３と、該ヒータ３とエンジン１との間に冷却水を循環させるヒータ回路３１と、エンジン１と排気ガス熱回収器１５と蒸発器１３との間に冷却水を循環させるランキンサイクル用回路（内燃機関のランキンサイクル用冷却水回路）１６と、エンジン１に冷却水を循環させるメインポンプ１７と、
ランキンサイクル用冷却水回路１６に冷却水を循環させるサブポンプ１８と、ランキンサイクル用冷却水回路１６における蒸発器１２をパイパスする第１バイパス回路４と、ランキンサイクル用冷却水回路１６における排気ガス熱回収器１５をバイパスする第２バイパス回路５と、排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れと第１バイパス回路４を経由する流れと第２バイパス回路５を経由する流れとのいずれか一方に切り換える３つの制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３と、該制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３の切換を制御する制御手段６と、が備えられている
【００１４】
さらに詳述すると、この実施例では、第２バイパス回路５の上流側が第１バイパス回路４の中途部に接続されることにより、第１バイパス回路４の下流側の一部を第２パイパス回路５の上流側の一部とする共通回路７としている。
【００１５】
上記制御バルブＶ１は、ランキンサイクル用冷却水回路１６に対する第２バイパス回路５の上流側端部接続部に備えられていて、第２バイパス回路５と排ガス熱回収器１５のいずれか一方に切り換える制御バルブで構成されている。
【００１６】
また、制御バルブＶ２は、第２バイパス回路５の下流側端部の接続部と蒸発器１２との間のランキンサイクル用冷却水回路１６の途中に備えられた開閉バルブで構成されている。
【００１７】
また、制御バルブＶ３は、第１バイパス回路４の途中に介装された開閉バルブで構成されている。
【００１８】
また、ラジエータ回路２１には冷却水の水温が所定の温度（８０℃）以上になると回路を開くサーモスタットＴ／Ｓが介装されている。
【００１９】
また、冷却水の温度を検出する温度センサ１９と、ヒータ３のＯＮ・ＯＦＦを検出するヒータ作動状態検出手段３２とが備えられている。
【００２０】
次に、この実施例の作用を説明する。
【００２１】
この実施例のランキンサイクルシステムでは上述のように構成されるため、圧縮機１１から吐出された高圧の液冷媒は、蒸発器１２においてエンジン１で発生した廃熱エネルギー（ラジエータ２の冷却水及びまたは排気ガスの熱エネルギー）によって熱が加えられ、この熱エネルギーは、膨張器１３において運動エネルギーに変換され、この運動エネルギーで図示を省略した発電機を回転させることで電気エネルギーに変換され、バッテリに蓄電される。
【００２２】
そして、変換し終わった気体のエネルギーは凝縮器１４で液冷媒に戻された後、圧縮機１１に戻され、再び圧縮して送り出される。
【００２３】
次に、上記制御手段６の制御作動を図２〜４（作用説明図）、図５（制御フローチャート）に基づいて説明する。
【００２４】
図５のフローチャートのステップＳ１では、冷却水の水温がサーモスタットＴ／Ｓの開弁温度（８０℃）以下であるか否かを判定し、ＹＥＳである時は、ステップＳ２に進み、図３に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を閉じ、Ｖ３を開く。これにより、蒸発器１２をバイパスする第１バイパス回路４側に冷却水を循環させ、排気ガス熱回収器１５で回収された熱エネルギーをもっぱらエンジン１の暖気に使用する。なお、この時、サーモスタットＴ／Ｓは閉弁状態で、ラジエータ２への冷却水の循環が停止された状態になっている。
【００２５】
また、ステップＳ１の判定がＮＯであれば、ステップＳ３に進む。なお、この時、サーモスタットＴ／Ｓは開弁状態で、ラジエータ２への冷却水の循環が開始された状態になっている。
【００２６】
このステップＳ３では、冷却水の水温がサーモスタットＴ／Ｓの開弁温度である８０℃＋１０℃以下（適温範囲８０〜９５℃のうちの低め温度範囲８０〜９０℃）であるか否かを判定し、ＹＥＳである時は、ステップＳ４に進む。
【００２７】
このステップＳ４では、ヒータ３がＯＮ状態であるか否かを判定し、ＹＥＳである時は、ステップＳ５に進み、図３に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を閉じ、Ｖ３を開く。これにより、蒸発器１２をバイパスする第１バイパス回路４側に冷却水を循環させ、排気ガス熱回収器１５で回収された熱エネルギーをもっぱらエンジン１の暖気及びヒータ３の熱源として使用する。
【００２８】
また、ステップＳ４の判定がＮＯであれば、ステップＳ６に進む。
このステップＳ６では、冷却水の水温が第１閾値（８５℃）以下であるか否かを判定し、ＹＥＳである時は、ステップＳ７に進み、図３に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を閉じ、Ｖ３を開く。これにより、蒸発器１２をバイパスする第１バイパス回路４側に冷却水を循環させ、排気ガス熱回収器１５で回収された熱エネルギーをもっぱらエンジン１の暖気に使用する。
【００２９】
また、ステップＳ６の判定がＮＯであれば、ステップＳ８に進み、図４に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を開き、Ｖ３を閉じる。これにより、排気ガス熱回収器１５の熱エネルギー（第２熱源）を回収した冷却水の熱エネルギー（第１熱源）が蒸発器１２の熱源として作用する。
【００３０】
また、ステップＳ３の判定がＮＯ（９０℃より高い）であれば、ステップＳ９に進む。
ステップＳ９では、冷却水の水温がサーモスタットＴ／Ｓの開弁温度である８０℃＋１５℃以下（適温範囲９０〜９５℃）であるか否かを判定し、ＹＥＳである時は、ステップＳ１０に進む。
【００３１】
このステップＳ１０では、ヒータ３がＯＮ状態であるか否かを判定し、ＮＯであれば、ステップＳ１１に進み、図４に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を開き、Ｖ３を閉じる。これにより、排気ガス熱回収器１５の熱エネルギー（第２熱源）を回収した冷却水の熱エネルギー（第１熱源）が蒸発器１２の熱源として作用する。
【００３２】
また、ステップＳ１０の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１２に進む。
このステップ１２では、冷却水の水温が第２閾値（９３℃）以下であるか否かを判定し、ＮＯである時は、ステップＳ１３に進み、図４に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を開き、Ｖ３を閉じる。これにより、排気ガス熱回収器１５の熱エネルギー（第２熱源）を回収した冷却水の熱エネルギー（第１熱源）が蒸発器１２及びヒータ３の熱源として作用する。
【００３３】
また、ステップＳ１０の判定がＹＥＳである時は、ステップＳ１４に進み、図３に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を閉じ、Ｖ３を開く。これにより、蒸発器１２をバイパスする第１バイパス回路４側に冷却水を循環させ、排気ガス熱回収器１５で回収された熱エネルギーをもっぱらエンジン１の暖気及びヒータ３の熱源として作用する。
【００３４】
また、ステップＳ９の判定がＮＯ（９５℃より高い）であれば、ステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５では、ヒータ３がＯＮ状態であるか否かを判定し、ＮＯであれば、ステップ１６に進み、図２に示すように、制御バルブＶ１を第２バイパス回路５側（ｂ側）に切り換え、Ｖ２を開き、Ｖ３を閉じる。これにより、排気ガス熱回収器１５による排気ガス熱の回収を停止させる。なお、この時だけサブポンプ１８の稼動は停止される。
【００３５】
また、ステップ１５の判定がＹＥＳである時は、ステップＳ１７に進む。
このステップ１７では、冷却水の水温が第３閾値（１００℃）以下であるか否かを判定し、ＮＯである時は、ステップＳ１８に進み、図２に示すように、制御バルブＶ１を第２バイパス回路５側（ｂ側）に切り換え、Ｖ２を開き、Ｖ３を閉じる。これにより、排気ガス熱回収器１５による排気ガス熱の回収を停止させる。なお、この時だけサブポンプ１８の稼動は停止される。
【００３６】
また、ステップＳ１７の判定がＹＥＳである時は、ステップＳ１９に進み、図４に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を開き、Ｖ３を閉じる。これにより、排気ガス熱回収器１５の熱エネルギー（第２熱源）を回収した冷却水の熱エネルギー（第１熱源）が蒸発器１２及びヒータ３の熱源として作用される。
【００３７】
次に、この実施例の効果を説明する。
【００３８】
この実施例のランキンサイクルシステムでは、上述のように、蒸発器１２の第１熱源としてエンジン１の冷却水が用いられ、該エンジン１のランキンサイクル用冷却水回路における蒸発器１２より上流側において排気ガス熱を蒸発器１２の第２熱源として冷却水に回収する排気ガス熱回収器１５と、ランキンサイクル用冷却水回路における蒸発器１２をバイパスする第１バイパス回路４と、排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れと第１バイパス回路４を経由する流れのいずれか一方に切り換える制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３と、該制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３の切換を制御する制御手段６と、が備えられている構成とすることで、エンジン１の温度状態に応じて、制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切換制御することにより、全体の熱エネルギーを効率的に再利用することが可能になるという効果が得られる。
【００３９】
また、制御手段６は、エンジン１のランキンサイクル用冷却水の水温が所定の適温範囲（８０〜９５℃）内である時は排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換え、所定の適温範囲より低い時は第１バイパス回路４を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換えるようにすることで、適温時は、一般的に排熱は過剰となる為、排気ガス熱も取り込みつつ、ランキンサイクルを稼動させて全体の排熱を有効に再利用でき、また、温度が適温範囲（８０〜９５℃）より低い間は、排気ガス熱回収器１５で回収された熱エネルギーをもっぱらエンジン１の暖気に有効利用することができる。
【００４０】
また、さらに排気ガス熱回収器１５をパイパスする第２バイパス回路５を備え、制御手段６は、ランキンサイクル用冷却水の水温が所定の適温範囲（８０〜９５℃）より高くなると第２バイパス回路５を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換えるようにすることで、排気ガス熱回収器１５による熱エネルギの回収を停止させて、蒸発器１２で冷却水の熱エネルギーを消費させることにより、温度を下げる方向に働かせることができる。
【００４１】
また、制御手段６は、エンジン１の冷却水の水温が所定の適温範囲（８０〜９５℃）のうち所定温度未満の低め温度範囲（８０〜９０℃）内であってヒータ３がＯＮである時またはヒータ３がＯＦＦで低め温度範囲のうち所定の第１閾値（９３℃）以下である時は、第１バイパス回路４を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換え、ヒータ３がＯＦＦで低め温度範囲のうち所定の第１閾値（９３℃）より高い時は、排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換え、エンジン１の冷却水の水温が所定の適温範囲のうち所定温度以上の最適温度範囲（９０〜９５℃）内であってヒータ３がＯＦＦである時またはヒータ３がＯＮで最適温度範囲のうち所定の第２閾値（９３℃）より高い時は、排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換え、ヒータ３がＯＮで最適温度範囲のうち所定の第２閾値（９３℃）以下である時は、第１バイパス回路４を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換え、エンジン１の冷却水の水温が所定の適温範囲（８０〜９５℃）より高くヒータ３がＯＦＦである時またはヒータ３がＯＮでも冷却水の水温が所定の第３閾値（１００℃）より高い時は、第２バイパス回路５を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換え、エンジン１の冷却水の水温が所定の適温範囲（８０〜９５℃）より高くヒータ３がＯＮであって水温が所定の第３閾値（１００℃）以下である時は、排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換えるように構成されたことで、ヒータ３の使用状況に応じ、全体の熱エネルギーを効率的に再利用することができると共に、冷却水の温度状況に応じてヒータ３の即暖性を高めることができるようになる。
【００４２】
以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例のランキンサイクルシステムが車両におけるエンジン廃熱を利用するランキンサイクルシステムに適用された例を示すサイクル回路図である。
【図２】実施例の制御内容を示す作用説明図である。
【図３】実施例の制御内容を示す作用説明図である。
【図４】実施例の制御内容を示す作用説明図である。
【図５】実施例の制御内容を示す制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１ エンジン（内燃機関）
２ ラジエータ
２１ ラジエータ回路
３ ヒータ
３１ ヒータ回路
３２ ヒータ作動状態検出手段
４ 第１バイパス回路
５ 第２バイパス回路
６ 制御手段
７ 共通回路
１１ 圧縮機
１２ 蒸発器
１３ 膨張器
１４ 凝縮器
１５ 排気ガス熱回収器
１６ ランキンサイクル用冷却水回路
１７ メインポンプ
１８ サブポンプ
１９ 温度センサ
Ｖ１ 制御バルブ
Ｖ２ 制御バルブ
Ｖ３ 制御バルブ
Ｔ／Ｓ サーモスタット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低沸点冷媒を用いたランキンサイクルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン廃熱や排気ガス熱の再利用の為、蒸気などを媒体としたランキンサイクルを使用した排熱回生サイクルは、主にエアコン冷媒をそのまま使用する低沸点冷媒を媒体とし、エンジン冷却水からの排熱を熱源とするシステムや、水を媒体とし排気ガスを熱源とするシステムの大きく２つが既に公知として存在する（例えば、特許文献１、２参照。）。
【特許文献１】特開２００６−０１７１０８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２２０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のランキンサイクルでは、上述のように、排気ガス熱又はエンジン冷却水のどちらかを熱源としたシステム開発については、一般的に開発報告が発表されているが、両者を効率良く熱源として使用し、全体の熱エネルギーを効率的に再利用する、というサイクルは未だ開発されていない。
【０００４】
又、このサイクルを実際に自動車へ搭載した際に自動車の様々な使用環境に応じるサイクル制御方法についても確立されておらず、今後実用化に向けた一つの課題となっている。
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は、内燃機関の温度状態に応じて、全体の熱エネルギーを効率的に再利用することが可能なランキンサイクルシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１記載のランキンサイクルシステムは、液媒体の圧力を上げる圧縮機と、圧力が上がった液に熱を加えて気体にする蒸発器と、熱が加えられた気体のエネルギーを運動エネルギーに変換する膨張器と、変換し終わった気体のエネルギーを液体に戻す凝縮器とを備えたランキンサイクルシステムにおいて、前記蒸発器の第１熱源として内燃機関の冷却水が用いられ、該内燃機関のランキンサイクル用冷却水回路における前記蒸発器より上流側において排気ガス熱を前記蒸発器の第２熱源として冷却水に回収する排気ガス熱回収器と、前記ランキンサイクル用冷却水回路における前記蒸発器をバイパスする第１バイパス回路と、前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れと前記第１バイパス回路を経由する流れのいずれか一方に切り換える制御バルブと、該制御バルブの切換を制御する制御手段と、が備えられていることを特徴とする手段とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のランキンサイクルシステムでは、上述のように、蒸発器の第１熱源として内燃機関の冷却水が用いられ、該内燃機関のランキンサイクル用冷却水回路における蒸発器より上流側において排気ガス熱を前記蒸発器の第２熱源として冷却水に回収する排気ガス熱回収器と、ランキンサイクル用冷却水回路における蒸発器をバイパスする第１バイパス回路と、排気ガス熱回収器及び蒸発器を経由する流れと前記第１バイパス回路を経由する流れのいずれか一方に切り換える制御バルブと、該制御バルブの切換を制御する制御手段と、が備えられている構成とすることで、内燃機関の温度状態に応じて、制御バルブを切換制御することにより、全体の熱エネルギーを効率的に再利用することが可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
この実施例のランキンサイクルシステムは、請求項１〜７に記載の発明に対応する。
【００１０】
まず、この実施例のランキンサイクルシステムを図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１はこの実施例のランキンサイクルシステムが車両におけるエンジン廃熱を利用するランキンサイクルシステムに適用された例を示すサイクル回路図、図２〜４はこの実施例の制御内容を示す作用説明図、図５はこの実施例の制御内容を示す制御フローチャートである。
【００１２】
このランキンサイクルシステムが適用される車両の廃熱を利用するランキンサイクルシステムは、図１に示すように、液媒体の圧力を上げる圧縮機１１と、圧力が上がった液冷媒にさらに熱を加えて気体にする蒸発器１２と、熱が加えられた気体のエネルギーを運動エネルギーに変換する膨張器１３と、変換し終わった気体のエネルギーを液冷媒に戻す凝縮器１４と、排ガス熱回収器１５と、を備えている。
【００１３】
また、このランキンサイクルシステムが適用される車両は、エンジン（内燃機関）１と、ラジエータ２と、該ラジエータ２とエンジンとの間に冷却水を循環させるラジエータ回路２１と、ヒータ３と、該ヒータ３とエンジン１との間に冷却水を循環させるヒータ回路３１と、エンジン１と排気ガス熱回収器１５と蒸発器１３との間に冷却水を循環させるランキンサイクル用回路（内燃機関のランキンサイクル用冷却水回路）１６と、エンジン１に冷却水を循環させるメインポンプ１７と、
ランキンサイクル用冷却水回路１６に冷却水を循環させるサブポンプ１８と、ランキンサイクル用冷却水回路１６における蒸発器１２をパイパスする第１バイパス回路４と、ランキンサイクル用冷却水回路１６における排気ガス熱回収器１５をバイパスする第２バイパス回路５と、排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れと第１バイパス回路４を経由する流れと第２バイパス回路５を経由する流れとのいずれか一方に切り換える３つの制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３と、該制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３の切換を制御する制御手段６と、が備えられている
【００１４】
さらに詳述すると、この実施例では、第２バイパス回路５の上流側が第１バイパス回路４の中途部に接続されることにより、第１バイパス回路４の下流側の一部を第２パイパス回路５の上流側の一部とする共通回路７としている。
【００１５】
上記制御バルブＶ１は、ランキンサイクル用冷却水回路１６に対する第２バイパス回路５の上流側端部接続部に備えられていて、第２バイパス回路５と排ガス熱回収器１５のいずれか一方に切り換える制御バルブで構成されている。
【００１６】
また、制御バルブＶ２は、第２バイパス回路５の下流側端部の接続部と蒸発器１２との間のランキンサイクル用冷却水回路１６の途中に備えられた開閉バルブで構成されている。
【００１７】
また、制御バルブＶ３は、第１バイパス回路４の途中に介装された開閉バルブで構成されている。
【００１８】
また、ラジエータ回路２１には冷却水の水温が所定の温度（８０℃）以上になると回路を開くサーモスタットＴ／Ｓが介装されている。
【００１９】
また、冷却水の温度を検出する温度センサ１９と、ヒータ３のＯＮ・ＯＦＦを検出するヒータ作動状態検出手段３２とが備えられている。
【００２０】
次に、この実施例の作用を説明する。
【００２１】
この実施例のランキンサイクルシステムでは上述のように構成されるため、圧縮機１１から吐出された高圧の液冷媒は、蒸発器１２においてエンジン１で発生した廃熱エネルギー（ラジエータ２の冷却水及びまたは排気ガスの熱エネルギー）によって熱が加えられ、この熱エネルギーは、膨張器１３において運動エネルギーに変換され、この運動エネルギーで図示を省略した発電機を回転させることで電気エネルギーに変換され、バッテリに蓄電される。
【００２２】
そして、変換し終わった気体のエネルギーは凝縮器１４で液冷媒に戻された後、圧縮機１１に戻され、再び圧縮して送り出される。
【００２３】
次に、上記制御手段６の制御作動を図２〜４（作用説明図）、図５（制御フローチャート）に基づいて説明する。
【００２４】
図５のフローチャートのステップＳ１では、冷却水の水温がサーモスタットＴ／Ｓの開弁温度（８０℃）以下であるか否かを判定し、ＹＥＳである時は、ステップＳ２に進み、図３に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を閉じ、Ｖ３を開く。これにより、蒸発器１２をバイパスする第１バイパス回路４側に冷却水を循環させ、排気ガス熱回収器１５で回収された熱エネルギーをもっぱらエンジン１の暖気に使用する。なお、この時、サーモスタットＴ／Ｓは閉弁状態で、ラジエータ２への冷却水の循環が停止された状態になっている。
【００２５】
また、ステップＳ１の判定がＮＯであれば、ステップＳ３に進む。なお、この時、サーモスタットＴ／Ｓは開弁状態で、ラジエータ２への冷却水の循環が開始された状態になっている。
【００２６】
このステップＳ３では、冷却水の水温がサーモスタットＴ／Ｓの開弁温度である８０℃＋１０℃以下（適温範囲８０〜９５℃のうちの低め温度範囲８０〜９０℃）であるか否かを判定し、ＹＥＳである時は、ステップＳ４に進む。
【００２７】
このステップＳ４では、ヒータ３がＯＮ状態であるか否かを判定し、ＹＥＳである時は、ステップＳ５に進み、図３に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を閉じ、Ｖ３を開く。これにより、蒸発器１２をバイパスする第１バイパス回路４側に冷却水を循環させ、排気ガス熱回収器１５で回収された熱エネルギーをもっぱらエンジン１の暖気及びヒータ３の熱源として使用する。
【００２８】
また、ステップＳ４の判定がＮＯであれば、ステップＳ６に進む。
このステップＳ６では、冷却水の水温が第１閾値（８５℃）以下であるか否かを判定し、ＹＥＳである時は、ステップＳ７に進み、図３に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を閉じ、Ｖ３を開く。これにより、蒸発器１２をバイパスする第１バイパス回路４側に冷却水を循環させ、排気ガス熱回収器１５で回収された熱エネルギーをもっぱらエンジン１の暖気に使用する。
【００２９】
また、ステップＳ６の判定がＮＯであれば、ステップＳ８に進み、図４に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を開き、Ｖ３を閉じる。これにより、排気ガス熱回収器１５の熱エネルギー（第２熱源）を回収した冷却水の熱エネルギー（第１熱源）が蒸発器１２の熱源として作用する。
【００３０】
また、ステップＳ３の判定がＮＯ（９０℃より高い）であれば、ステップＳ９に進む。
ステップＳ９では、冷却水の水温がサーモスタットＴ／Ｓの開弁温度である８０℃＋１５℃以下（適温範囲９０〜９５℃）であるか否かを判定し、ＹＥＳである時は、ステップＳ１０に進む。
【００３１】
このステップＳ１０では、ヒータ３がＯＮ状態であるか否かを判定し、ＮＯであれば、ステップＳ１１に進み、図４に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を開き、Ｖ３を閉じる。これにより、排気ガス熱回収器１５の熱エネルギー（第２熱源）を回収した冷却水の熱エネルギー（第１熱源）が蒸発器１２の熱源として作用する。
【００３２】
また、ステップＳ１０の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ１２に進む。
このステップ１２では、冷却水の水温が第２閾値（９３℃）以下であるか否かを判定し、ＮＯである時は、ステップＳ１３に進み、図４に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を開き、Ｖ３を閉じる。これにより、排気ガス熱回収器１５の熱エネルギー（第２熱源）を回収した冷却水の熱エネルギー（第１熱源）が蒸発器１２及びヒータ３の熱源として作用する。
【００３３】
また、ステップＳ１０の判定がＹＥＳである時は、ステップＳ１４に進み、図３に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を閉じ、Ｖ３を開く。これにより、蒸発器１２をバイパスする第１バイパス回路４側に冷却水を循環させ、排気ガス熱回収器１５で回収された熱エネルギーをもっぱらエンジン１の暖気及びヒータ３の熱源として作用する。
【００３４】
また、ステップＳ９の判定がＮＯ（９５℃より高い）であれば、ステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５では、ヒータ３がＯＮ状態であるか否かを判定し、ＮＯであれば、ステップ１６に進み、図２に示すように、制御バルブＶ１を第２バイパス回路５側（ｂ側）に切り換え、Ｖ２を開き、Ｖ３を閉じる。これにより、排気ガス熱回収器１５による排気ガス熱の回収を停止させる。なお、この時だけサブポンプ１８の稼動は停止される。
【００３５】
また、ステップ１５の判定がＹＥＳである時は、ステップＳ１７に進む。
このステップ１７では、冷却水の水温が第３閾値（１００℃）以下であるか否かを判定し、ＮＯである時は、ステップＳ１８に進み、図２に示すように、制御バルブＶ１を第２バイパス回路５側（ｂ側）に切り換え、Ｖ２を開き、Ｖ３を閉じる。これにより、排気ガス熱回収器１５による排気ガス熱の回収を停止させる。なお、この時だけサブポンプ１８の稼動は停止される。
【００３６】
また、ステップＳ１７の判定がＹＥＳである時は、ステップＳ１９に進み、図４に示すように、制御バルブＶ１を排気ガス熱回収器１５側（ａ側）に切り換え、Ｖ２を開き、Ｖ３を閉じる。これにより、排気ガス熱回収器１５の熱エネルギー（第２熱源）を回収した冷却水の熱エネルギー（第１熱源）が蒸発器１２及びヒータ３の熱源として作用される。
【００３７】
次に、この実施例の効果を説明する。
【００３８】
この実施例のランキンサイクルシステムでは、上述のように、蒸発器１２の第１熱源としてエンジン１の冷却水が用いられ、該エンジン１のランキンサイクル用冷却水回路における蒸発器１２より上流側において排気ガス熱を蒸発器１２の第２熱源として冷却水に回収する排気ガス熱回収器１５と、ランキンサイクル用冷却水回路における蒸発器１２をバイパスする第１バイパス回路４と、排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れと第１バイパス回路４を経由する流れのいずれか一方に切り換える制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３と、該制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３の切換を制御する制御手段６と、が備えられている構成とすることで、エンジン１の温度状態に応じて、制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切換制御することにより、全体の熱エネルギーを効率的に再利用することが可能になるという効果が得られる。
【００３９】
また、制御手段６は、エンジン１のランキンサイクル用冷却水の水温が所定の適温範囲（８０〜９５℃）内である時は排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換え、所定の適温範囲より低い時は第１バイパス回路４を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換えるようにすることで、適温時は、一般的に排熱は過剰となる為、排気ガス熱も取り込みつつ、ランキンサイクルを稼動させて全体の排熱を有効に再利用でき、また、温度が適温範囲（８０〜９５℃）より低い間は、排気ガス熱回収器１５で回収された熱エネルギーをもっぱらエンジン１の暖気に有効利用することができる。
【００４０】
また、さらに排気ガス熱回収器１５をパイパスする第２バイパス回路５を備え、制御手段６は、ランキンサイクル用冷却水の水温が所定の適温範囲（８０〜９５℃）より高くなると第２バイパス回路５を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換えるようにすることで、排気ガス熱回収器１５による熱エネルギの回収を停止させて、蒸発器１２で冷却水の熱エネルギーを消費させることにより、温度を下げる方向に働かせることができる。
【００４１】
また、制御手段６は、エンジン１の冷却水の水温が所定の適温範囲（８０〜９５℃）のうち所定温度未満の低め温度範囲（８０〜９０℃）内であってヒータ３がＯＮである時またはヒータ３がＯＦＦで低め温度範囲のうち所定の第１閾値（９３℃）以下である時は、第１バイパス回路４を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換え、ヒータ３がＯＦＦで低め温度範囲のうち所定の第１閾値（９３℃）より高い時は、排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換え、エンジン１の冷却水の水温が所定の適温範囲のうち所定温度以上の最適温度範囲（９０〜９５℃）内であってヒータ３がＯＦＦである時またはヒータ３がＯＮで最適温度範囲のうち所定の第２閾値（９３℃）より高い時は、排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換え、ヒータ３がＯＮで最適温度範囲のうち所定の第２閾値（９３℃）以下である時は、第１バイパス回路４を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換え、エンジン１の冷却水の水温が所定の適温範囲（８０〜９５℃）より高くヒータ３がＯＦＦである時またはヒータ３がＯＮでも冷却水の水温が所定の第３閾値（１００℃）より高い時は、第２バイパス回路５を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換え、エンジン１の冷却水の水温が所定の適温範囲（８０〜９５℃）より高くヒータ３がＯＮであって水温が所定の第３閾値（１００℃）以下である時は、排気ガス熱回収器１５及び蒸発器１２を経由する流れ側に制御バルブＶ１、Ｖ２、Ｖ３を切り換えるように構成されたことで、ヒータ３の使用状況に応じ、全体の熱エネルギーを効率的に再利用することができると共に、冷却水の温度状況に応じてヒータ３の即暖性を高めることができるようになる。
【００４２】
以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例のランキンサイクルシステムが車両におけるエンジン廃熱を利用するランキンサイクルシステムに適用された例を示すサイクル回路図である。
【図２】実施例の制御内容を示す作用説明図である。
【図３】実施例の制御内容を示す作用説明図である。
【図４】実施例の制御内容を示す作用説明図である。
【図５】実施例の制御内容を示す制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１ エンジン（内燃機関）
２ ラジエータ
２１ ラジエータ回路
３ ヒータ
３１ ヒータ回路
３２ ヒータ作動状態検出手段
４ 第１バイパス回路
５ 第２バイパス回路
６ 制御手段
７ 共通回路
１１ 圧縮機
１２ 蒸発器
１３ 膨張器
１４ 凝縮器
１５ 排気ガス熱回収器
１６ ランキンサイクル用冷却水回路
１７ メインポンプ
１８ サブポンプ
１９ 温度センサ
Ｖ１ 制御バルブ
Ｖ２ 制御バルブ
Ｖ３ 制御バルブ
Ｔ／Ｓ サーモスタット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液媒体の圧力を上げる圧縮機と、圧力が上がった液に熱を加えて気体にする蒸発器と、熱が加えられた気体のエネルギーを運動エネルギーに変換する膨張器と、変換し終わった気体のエネルギーを液体に戻す凝縮器とを備えたランキンサイクルシステムにおいて、
前記蒸発器の第１熱源として内燃機関の冷却水が用いられ、
該内燃機関のランキンサイクル用冷却水回路における前記蒸発器より上流側において排気ガス熱を前記蒸発器の第２熱源として冷却水に回収する排気ガス熱回収器と、前記ランキンサイクル用冷却水回路における前記蒸発器をバイパスする第１バイパス回路と、前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れと前記第１バイパス回路を経由する流れのいずれか一方に切り換える制御バルブと、該制御バルブの切換を制御する制御手段と、が備えられている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、前記制御手段は、前記内燃機関のランキンサイクル用冷却水の水温が所定の適温範囲内である時は排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、所定の適温範囲より低い時は前記第１バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換えるように構成されてい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】
液媒体の圧力を上げる圧縮機と、圧力が上がった液に熱を加えて気体にする蒸発器と、熱が加えられた気体のエネルギーを運動エネルギーに変換する膨張器と、変換し終わった気体のエネルギーを液体に戻す凝縮器とを備えたランキンサイクルシステムにおいて、
前記蒸発器の第１熱源として内燃機関の冷却水が用いられ、
該内燃機関のランキンサイクル用冷却水回路における前記蒸発器より上流側において排気ガス熱を前記蒸発器の第２熱源として冷却水に回収する排気ガス熱回収器と、前記ランキンサイクル用冷却水回路における前記蒸発器をバイパスする第１バイパス回路と、前記排気ガス熱回収器をパイパスする第２バイパス回路と、前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れと前記第１バイパス回路を経由する流れと第２バイパス回路を経由する流れとのいずれか一方に切り換える制御バルブと、該制御バルブの切換を制御する制御手段と、が備えられてい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３に記載のランキンサイクルシステムにおいて、前記制御手段は、前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲内である時は排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、所定の適温範囲より低い時は前記第１バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、所定の適温範囲より高くなると前記第２バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換えるように構成されてい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４に記載のランキンサイクルシステムにおいて、冷却水の熱を利用するヒータと、該ヒータのＯＮ・ＯＦＦを検出するヒータ作動状態検出手段と、が備えられ、
前記制御手段は、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲内である時は、前記ヒータがＯＦＦであれば前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、前記ヒータがＯＮであれば前記第１バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲より高くなると、前記ヒータがＯＦＦであれば前記第２バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、前記ヒータがＯＮであれば前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲より低い時は、前記第１バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換えるように構成されていることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のランキンサイクルシステムにおいて、
前記制御手段は、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲のうち所定温度未満の低め温度範囲内であってヒータがＯＮである時または前記ヒータがＯＦＦで前記低め温度範囲のうち所定の第１閾値以下である時は、前記第１バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、前記ヒータがＯＦＦで前記低め温度範囲のうち所定の第１閾値より高い時は、前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲のうち所定温度以上の最適温度範囲内であって前記ヒータがＯＦＦである時または前記ヒータがＯＮで前記最適温度範囲のうち所定の第２閾値より高い時は、前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、前記ヒータがＯＮで前記最適温度範囲のうち所定の第２閾値以下である時は、前記第１バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲より高く前記ヒータがＯＦＦである時または前記ヒータがＯＮでも冷却水の水温が所定の第３閾値より高い時は、前記第２バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲より高く前記ヒータがＯＮであって水温が所定の第３閾値以下である時は、前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換えるように構成されていることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のランキンサイクルシステムにおいて、前記液冷媒として低沸点冷媒が用いられてい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】
液媒体の圧力を上げる圧縮機と、圧力が上がった液に熱を加えて気体にする蒸発器と、熱が加えられた気体のエネルギーを運動エネルギーに変換する膨張器と、変換し終わった気体のエネルギーを液体に戻す凝縮器とを備えたランキンサイクルシステムにおいて、
前記蒸発器の第１熱源として内燃機関の冷却水が用いられ、
該内燃機関のランキンサイクル用冷却水回路における前記蒸発器より上流側において排気ガス熱を前記蒸発器の第２熱源として冷却水に回収する排気ガス熱回収器と、前記ランキンサイクル用冷却水回路における前記蒸発器をバイパスする第１バイパス回路と、前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れと前記第１バイパス回路を経由する流れのいずれか一方に切り換える制御バルブと、該制御バルブの切換を制御する制御手段と、が備えられている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、前記制御手段は、前記内燃機関のランキンサイクル用冷却水の水温が所定の適温範囲内である時は排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、所定の適温範囲より低い時は前記第１バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換えるように構成されてい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】
液媒体の圧力を上げる圧縮機と、圧力が上がった液に熱を加えて気体にする蒸発器と、熱が加えられた気体のエネルギーを運動エネルギーに変換する膨張器と、変換し終わった気体のエネルギーを液体に戻す凝縮器とを備えたランキンサイクルシステムにおいて、
前記蒸発器の第１熱源として内燃機関の冷却水が用いられ、
該内燃機関のランキンサイクル用冷却水回路における前記蒸発器より上流側において排気ガス熱を前記蒸発器の第２熱源として冷却水に回収する排気ガス熱回収器と、前記ランキンサイクル用冷却水回路における前記蒸発器をバイパスする第１バイパス回路と、前記排気ガス熱回収器をパイパスする第２バイパス回路と、前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れと前記第１バイパス回路を経由する流れと第２バイパス回路を経由する流れとのいずれか一方に切り換える制御バルブと、該制御バルブの切換を制御する制御手段と、が備えられてい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３に記載のランキンサイクルシステムにおいて、前記制御手段は、前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲内である時は排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、所定の適温範囲より低い時は前記第１バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、所定の適温範囲より高くなると前記第２バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換えるように構成されてい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４に記載のランキンサイクルシステムにおいて、冷却水の熱を利用するヒータと、該ヒータのＯＮ・ＯＦＦを検出するヒータ作動状態検出手段と、が備えられ、
前記制御手段は、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲内である時は、前記ヒータがＯＦＦであれば前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、前記ヒータがＯＮであれば前記第１バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲より高くなると、前記ヒータがＯＦＦであれば前記第２バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、前記ヒータがＯＮであれば前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲より低い時は、前記第１バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換えるように構成されていることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のランキンサイクルシステムにおいて、
前記制御手段は、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲のうち所定温度未満の低め温度範囲内であってヒータがＯＮである時または前記ヒータがＯＦＦで前記低め温度範囲のうち所定の第１閾値以下である時は、前記第１バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、前記ヒータがＯＦＦで前記低め温度範囲のうち所定の第１閾値より高い時は、前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲のうち所定温度以上の最適温度範囲内であって前記ヒータがＯＦＦである時または前記ヒータがＯＮで前記最適温度範囲のうち所定の第２閾値より高い時は、前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、前記ヒータがＯＮで前記最適温度範囲のうち所定の第２閾値以下である時は、前記第１バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲より高く前記ヒータがＯＦＦである時または前記ヒータがＯＮでも冷却水の水温が所定の第３閾値より高い時は、前記第２バイパス回路を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換え、
前記内燃機関の冷却水の水温が所定の適温範囲より高く前記ヒータがＯＮであって水温が所定の第３閾値以下である時は、前記排気ガス熱回収器及び前記蒸発器を経由する流れ側に前記制御バルブを切り換えるように構成されていることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のランキンサイクルシステムにおいて、前記液冷媒として低沸点冷媒が用いられていることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１３８６９７（Ｐ２０１０−１３８６９７Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９９６７９（Ｐ２００７−９９６７９）
【出願日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【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２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【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）】
[ Back to top ]