廃熱利用装置
【課題】廃熱利用装置において用いられる回転電機を冷却する効率を向上すると共に、廃熱回収効率を向上する。
【解決手段】ランキンサイクル回路は、膨張機７２、凝縮器、ギヤポンプ６７、及びボイラによって構成されている。ポンプ室６４の吐出室には吐出通路４７が接続されている。吐出通路４７には分岐通路４８が分岐接続されており、分岐通路４８の終端には絞り通路４９が設けられている。絞り通路４９は、発電機ハウジング３７内の内部空間Ｋに開口している。発電機ハウジング３７の周壁３７２の底部には張り出し部４４が張り出し形成されており、張り出し部４４の内側には貯留空間６８が凹み形成されている。貯留空間６８の上部開口の一部は、ステータ４２の外周面によって覆われており、貯留空間６８は、内部空間Ｋに連通している。
【解決手段】ランキンサイクル回路は、膨張機７２、凝縮器、ギヤポンプ６７、及びボイラによって構成されている。ポンプ室６４の吐出室には吐出通路４７が接続されている。吐出通路４７には分岐通路４８が分岐接続されており、分岐通路４８の終端には絞り通路４９が設けられている。絞り通路４９は、発電機ハウジング３７内の内部空間Ｋに開口している。発電機ハウジング３７の周壁３７２の底部には張り出し部４４が張り出し形成されており、張り出し部４４の内側には貯留空間６８が凹み形成されている。貯留空間６８の上部開口の一部は、ステータ４２の外周面によって覆われており、貯留空間６８は、内部空間Ｋに連通している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃熱源の廃熱を利用して回転電機の駆動軸に回転力を付与する膨張機を備えた廃熱利用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機である発電機のコイルの温度が上昇すると、電気抵抗が増大し、発電効率が低下する。そのため、発電機のコイルを冷却することが望ましい。特許文献１に開示のランキンサイクルシステムでは、膨張機及び発電機を収容する密閉容器内にポンプから液状の作動流体（液冷媒）が送り込まれ、発電機が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７４４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、液冷媒が発電機のロータに接触するため、回転トルクが増大する。回転トルクの増大は、廃熱回収効率の低下をもたらす。
本発明は、廃熱利用装置において用いられる回転電機を冷却する効率を向上すると共に、廃熱回収効率を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、循環冷媒流路を流れる冷媒に廃熱源の廃熱を伝達する第１熱交換器と、前記第１熱交換器を通過した冷媒を利用して前記回転電機の駆動軸に回転力を付与する膨張機と、前記膨張機を通過した冷媒から熱を奪う第２熱交換器と、前記第１熱交換器より上流、かつ前記第２熱交換器より下流の前記循環冷媒流路に設けられて液冷媒を送り出すとともに前記循環冷媒流路から前記回転電機を収納する回転電機ハウジング内へ液冷媒を供給するポンプとを備えた廃熱利用装置を対象とし、請求項１の発明では、前記回転電機ハウジング内に連通して液冷媒を収容する貯留空間が前記回転電機ハウジングの少なくとも一部によって前記回転電機の下方に区画されている。
【０００６】
回転電機ハウジング内へ送り込まれた冷媒は、回転電機を冷却するが、この液冷媒は、回転電機の下方に区画されている貯留空間に溜められるので、回転電機のロータが貯留された液冷媒を撹拌することはない。貯留空間内の液冷媒は、ステータの発熱によって気化され、気化した冷媒は、貯留空間外へ流出する。
【０００７】
好適な例では、前記貯留空間は、前記回転電機のステータの直下に前記ステータの一部によって区画されている。
ステータの一部によって貯留空間を区画する構成は、貯留空間内の液冷媒を効率良く気化し、回転電機の高温化の抑制効果が高い。
【０００８】
好適な例では、前記貯留空間は、前記ステータの下側に位置する前記ハウジングの周壁によって区画されている。
好適な例では、前記貯留空間は、前記ハウジングの周壁と、前記周壁の外週面に取り付けられたパンとの間に区画されている。
【０００９】
好適な例では、前記貯留空間は、前記ハウジングの周壁に貫設された貫通孔であり、前記貫通孔は、前記貫通孔に嵌合された栓によって外部と遮断されている。
貫通孔を栓で塞ぐ構成は、貯留空間を区画形成する上で簡便な構成である。
【００１０】
好適な例では、前記ポンプより下流の前記冷媒の循環流路に分岐接続し、且つ前記回転電機ハウジング内に接続する分岐通路が設けられており、前記第１熱交換器より下流、かつ前記第２熱交換器より上流の前記循環冷媒流路と前記回転電機ハウジング内とを接続する流出通路が設けられている。
【００１１】
好適な例では、流出通路は前記膨張機よりも下流、かつ前記第２熱交換器より上流の前記循環冷媒流路と前記回転電機ハウジング内とを接続する。
第１熱交換器よりも下流であっても、膨張機よりも下流側の方が膨張機より上流側より圧力が小さく、流出通路を介して回転電機ハウジング内から循環冷媒流路に液冷媒を戻し易い。
【００１２】
好適な例では、前記流出通路の入口は、前記回転電機のロータより下側に設けられている。
回転電機ハウジング内に液冷媒が溜まった場合にも、その液面は、前記入口以下となり、ロータが液冷媒を撹拌することはない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、廃熱利用装置において用いられる回転電機を冷却する効率を向上すると共に、廃熱回収効率を向上することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態を示す部分側断面図。
【図２】第１の実施形態の廃熱利用装置を示す模式図。
【図３】図１のＡ−Ａ線拡大断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】第２の実施形態の部分側断面図。
【図６】第３の実施形態の廃熱利用装置を示す模式図。
【図７】第３の実施形態の部分側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図２に示すように、廃熱利用装置１１は、廃熱源としてのエンジン１２（燃焼機関）と、ランキンサイクル回路１３とを備えている。ランキンサイクル回路１３では、エンジン１２からの廃熱によって加熱される冷媒が循環する。廃熱利用装置１１を構成する廃熱回収機器３４は、ランキンサイクル回路１３の一部を構成している。
【００１６】
図１に示すように、廃熱回収機器３４を構成する全体ハウジング３５は、筒状をなすセンターハウジング３６と、センターハウジング３６の前端〔図１において左端〕に連結された回転電機ハウジングとしての発電機ハウジング３７と、センターハウジング３６の後端〔図１において右端〕に連結されたリヤハウジング３９とから構成されている。
【００１７】
センターハウジング３６に一体形成された隔壁３６１と発電機ハウジング３７の前端壁３７１とには駆動軸４０が軸受５１，５２を介して回転可能に支持されており、発電機ハウジング３７内の駆動軸４０にはロータ４１が固定されている。発電機ハウジング３７の内周面にはステータ４２がロータ４１を取り囲むように固定されている。駆動軸４０、コイル４２１を備えたステータ４２及びロータ４１は、オルタネータ４３（回転電機）を構成する。駆動軸４０は、オルタネータ４３のロータ軸である。オルタネータ４３は、ロータ４１が回転することによってステータ４２のコイル４２１に電力を生じさせる機能を有する。
【００１８】
オルタネータ４３にはバッテリ４５が電気的に接続されている。オルタネータ４３で生じた電力は、バッテリ４５に蓄電されるようになっている。
駆動軸４０は、前端壁３７１を貫通して外部に突出しており、駆動軸４０の突出端部にはプーリ５７が止着されている。プーリ５７にはベルト５９が巻き掛けられている。ベルト５９は、エンジン１２の回転出力軸であるクランク軸６８〔図２参照〕に止着されたプーリ６９〔図２参照〕に巻き掛けられている。
【００１９】
センターハウジング３６の後部内にはサイドプレート６２が隔壁３６１に対向するように固設されている。隔壁３６１とサイドプレート６２との間にはポンプ室６４が区画されている。駆動軸４０は、隔壁３６１及びサイドプレート６２を貫通している。
【００２０】
図３及び図４に示すように、ポンプ室６４内には駆動軸４０に止着された駆動ギヤ６５と、駆動ギヤ６５に噛合する従動ギヤ６６とが配設されている。ポンプ室６４、駆動ギヤ６５及び従動ギヤ６６は、ギヤポンプ６７を構成する。図３に示すように、駆動ギヤ６５及び従動ギヤ６６は、ポンプ室６４内を吸入室６４１と吐出室６４２とに区画する。
【００２１】
図１に示すように、センターハウジング３６の後部内には支持ブロック６３が固設されている。支持ブロック６３には回転軸７０が軸受７１によって回転可能に支持されている。回転軸７０は、駆動軸４０と同軸上で駆動軸４０に連結されている。
【００２２】
支持ブロック６３とリヤハウジング３９との間にはスクロール式の膨張機７２が設けられている。
次に、膨張機７２の構成を説明する。
【００２３】
回転軸７０の後端には偏心軸７３が設けられている。偏心軸７３は、回転軸７０の回転により回転軸７０の回転軸線の周りを公転する。偏心軸７３には可動スクロール７４がブッシュ７５及び軸受７６を介して回転可能に支持されている。可動スクロール７４は、軸受７６に支持された可動側端板７４１と、可動側端板７４１から突設された渦巻状の可動側渦巻壁７４２とを備えている。
【００２４】
センターハウジング３６の後部内には固定スクロール７７が可動スクロール７４と対向するように固設されている。固定スクロール７７は、固定側端板７７１と、固定側端板７７１から支持ブロック６３に向けて突設された渦巻状の固定側渦巻壁７７２とを備えている。可動スクロール７４の可動側渦巻壁７４２と、固定スクロール７７の固定側渦巻壁７７２とは、互いに噛み合わされて容積変更可能な膨張室７８を区画する。
【００２５】
固定側端板７７１とリヤハウジング３９との間には供給室７９が区画されており、固定側端板７７１の中央部には供給口７７３が供給室７９に連通するように形成されている。リヤハウジング３９には導入ポート３９１が形成されている。サイドプレート６２と支持ブロック６３との間には排出室８０が形成されている。膨張室７８の冷媒は、排出室８０へ排出される。センターハウジング３６の周壁には排出ポート３６２が排出室８０に連通するように形成されている。
【００２６】
次に、廃熱利用装置１１におけるランキンサイクル回路１３について説明する。
図２に示すように、ランキンサイクル回路１３は、廃熱回収機器３４を構成する膨張機７２、凝縮器２９、廃熱回収機器３４を構成するギヤポンプ６７、第１ボイラ２０、及び第２ボイラ２１によって構成されている。
【００２７】
第１ボイラ２０は、吸熱器２０２と放熱器２０１とを備える。ギヤポンプ６７におけるポンプ室６４〔図３，４参照〕の吐出側には第１ボイラ２０の吸熱器２０２が第１流路２２を介して接続されている。放熱器２０１は、エンジン１２に接続された冷却水循環経路２３上に設けられている。冷却水循環経路２３上にはラジエータ２４が設けられている。車両のエンジン１２を冷却した冷却水（冷却流体）は、冷却水循環経路２３を循環して放熱器２０１及びラジエータ２４で放熱する。
【００２８】
第２ボイラ２１は、吸熱器２１２と放熱器２１１とを備える。第１ボイラ２０の吸熱器２０２の吐出側には第２ボイラ２１の吸熱器２１２が接続流路２５を介して接続されている。放熱器２１１は、エンジン１２に接続された排気通路２６上に設けられている。エンジン１２からの排気は、放熱器２１１で放熱した後、マフラ２７から排気される。ギヤポンプ６７から吐出された冷媒は、第１ボイラ２０及び第２ボイラ２１の吸熱器２０２，２１２と放熱器２０１，２１１との間での熱交換によりエンジン１２からの廃熱によって加熱される。
【００２９】
第２ボイラ２１の吸熱器２１２の吐出側には膨張機７２における導入ポート３９１〔図１参照〕が供給流路２８を介して接続されている。第１ボイラ２０及び第２ボイラ２１で加熱された高温高圧の冷媒は、供給流路２８を介して膨張機７２に導入されるようになっている。膨張機７２側の排出ポート３６２〔図１参照〕には凝縮器２９が排出流路３０を介して接続されている。膨張機７２で膨張した低圧の冷媒は、排出流路３０を介して凝縮器２９へ排出されるようになっている。凝縮器２９の下流側にはギヤポンプ６７のポンプ室６４〔図１参照〕が第２流路３１を介して接続されている。
【００３０】
第２流路３１、第１流路２２、接続流路２５、供給流路２８及び排出流路３０は、ランキンサイクル回路の循環冷媒流路を構成する。
図３に示すように、ポンプ室６４の吸入室６４１には吸入通路４６が接続されており、ポンプ室６４の吐出室６４２には吐出通路４７が接続されている。吸入通路４６は、第２流路３１の一部を構成しており、吐出通路４７は、第１流路２２の一部を構成する。つまり、吸入通路４６及び吐出通路４７は、循環冷媒通路の一部を構成する。ポンプ室６４、吐出通路４７及び吸入通路４６は、隔壁３６１の端面に凹み形成されている。
【００３１】
吐出通路４７には分岐通路４８が分岐接続されており、分岐通路４８の終端には絞り通路４９が設けられている。絞り通路４９は、発電機ハウジング３７内の内部空間Ｋに開口している。
【００３２】
図２に示すように、ギヤポンプ６７は、循環冷媒流路の一部である第１流路２２と分岐通路４８との分岐部４８０と、第２熱交換器である凝縮器２９との間の循環冷媒流路に設けられている。つまり、ギヤポンプ６７は、第１熱交換器である第１ボイラ２０及び第２ボイラ２１より上流、かつ第２熱交換器である凝縮器２９より下流の循環冷媒流路に設けられている。
【００３３】
図４に示すように、センターハウジング３６の隔壁３６１及びサイドプレート６２には流出通路５０が貫設されている。流出通路５０の入口５０１は、オルタネータ４３のロータ４１より下側に設けられている。内部空間Ｋは、流出通路５０を介して排出室８０に連通している。
【００３４】
ギヤポンプ６７のポンプ作用により、第２流路３１内の冷媒は、ポンプ室６４の吸入室６４１に吸入されて吐出室６４２へ送られる。吐出室６４２へ送られた冷媒の一部は、第１流路２２、第１ボイラ２０、第２ボイラ２１、膨張機７２及び凝縮器２９を通過してポンプ室６４の吸入室６４１へ還流する。吐出室６４２へ送られた冷媒の残りは、分岐通路４８及び絞り通路４９を経由して内部空間Ｋへ流入する。内部空間Ｋへ流入した冷媒は、流出通路５０、排出室８０、排出ポート３６２、排出流路３０及び凝縮器２９を通過してポンプ室６４の吸入室６４１へ還流する。
【００３５】
図１及び図３に示すように、発電機ハウジング３７の周壁３７２の底部の外周面３７３には張り出し部４４が張り出し形成されており、張り出し部４４の内側には貯留空間６８が凹み形成されている。図１に示すように、貯留空間６８の上部開口の一部は、ステータ４２の外周面によって覆われており、貯留空間６８は、内部空間Ｋに連通している。貯留空間６８は、発電機ハウジング３７の周壁３７２の一部と、センターハウジング３６の隔壁３６１の一部と、ステータ４２の一部とによってステータ４２の直下に区画されている。
【００３６】
貯留空間６８は、流出通路５０の入口５０１よりも下側にある。
次に、廃熱利用装置１１の作用について説明する。
エンジン１２が始動されると、ベルト５９及びプーリ５７を介してエンジン１２から駆動力が伝達されるために駆動軸４０が回転し、オルタネータ４３が発電する。オルタネータ４３によって発電された電気は、バッテリ４５に蓄えられる。
【００３７】
駆動軸４０が回転開始すると、ギヤポンプ６７の駆動ギヤ６５及び膨張機７２の回転軸７０が駆動軸４０と一体的に回転開始する。ギヤポンプ６７の駆動ギヤ６５の回転は、従動ギヤ６６に伝達され、駆動ギヤ６５及び従動ギヤ６６が噛合しながら互いに逆方向に回転する。これにより第２流路３１の冷媒がギヤポンプ６７を通過して第１流路２２へ送られる。
【００３８】
第１流路２２へ送られた冷媒の一部は、第１ボイラ２０の吸熱器２０２、接続流路２５、及び第２ボイラ２１の吸熱器２１２を通過して供給流路２８へ送られる。第１ボイラ２０の吸熱器２０２及び第２ボイラ２１の吸熱器２１２を通過する冷媒は、エンジン１２からの廃熱によって加熱される。
【００３９】
第１流路２２へ送られた冷媒の残りは、分岐通路４８及び絞り通路４９を経由して内部空間Ｋへ流入する。絞り通路４９を通過した液冷媒は、霧状になって内部空間Ｋへ噴出する。凝縮器２９を通過して第２流路３１を流れる冷媒は、冷却されて液化しており、ギヤポンプ６７から送り出された液冷媒は、低温である。従って、内部空間Ｋへ流入した低温の液冷媒は、内部空間Ｋ内でオルタネータ４３を冷却する。オルタネータ４３を冷却した冷媒は、流出通路５０を経由して排出室８０へ流出し、排出室８０へ流出した冷媒は、排出流路３０及び凝縮器２９を経由してギヤポンプ６７へ還流する。
【００４０】
第１ボイラ２０及び第２ボイラ２１（第１熱交換器）で加熱された高圧の冷媒は、導入ポート３９１から膨張機７２の供給室７９を経て膨張室７８に導入されて膨張する。この冷媒の膨張により膨張機７２が機械的エネルギー（回転付与力）を出力し、この回転付与力によって回転軸７０及び駆動軸４０の回転がアシストされる。膨張機７２は、冷媒を利用してオルタネータ４３の駆動軸４０に回転力を付与する。膨張して圧力が低下した冷媒は、排出流路３０へ排出される。排出流路３０へ排出された冷媒は、凝縮器２９を通過してギヤポンプ６７へ還流する。
【００４１】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
内部空間Ｋへ送り込まれた液冷媒は、オルタネータ４３を冷却するが、この液冷媒は、貯留空間６８に溜められる。貯留空間６８は、ステータ４２の直下にあるため、貯留空間６８内の液冷媒は、ステータ４２の発熱によって気化される。オルタネータ４３は、液冷媒の気化によって冷却され、気化した冷媒は、流出通路５０から排出室８０（内部空間Ｋ外）へ流出する。
【００４２】
第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）オルタネータ４３を冷却した冷媒は、第２熱交換器である凝縮器２９にて熱を奪われて液冷媒となり、凝縮器２９にて冷却された液冷媒の一部は、オルタネータ４３の内部空間Ｋへ流れる。凝縮器２９にて低温化された液冷媒によってオルタネータ４３を冷却する構造は、オルタネータ４３を冷却する効率の向上に寄与する。
【００４３】
内部空間Ｋに存在する液冷媒は、貯留空間６８に溜められる。貯留空間６８は、ロータ４１よりも下側にある。そのため、貯留空間６８内の貯留油がロータ４１によって撹拌されることはなく、廃熱回収効率が向上する。
【００４４】
（２）貯留空間６８内の液冷媒は、ステータ４２の発熱によって気化され、気化した冷媒は、内部空間Ｋ外へ流出する。貯留空間６８は、ステータ４２の直下にあるため、貯留空間６８内の液冷媒の気化が促進され、液冷媒が内部空間Ｋの底部に過剰に溜まることはない。
【００４５】
（３）貯留空間６８がステータ４２の外周面の一部によって区画されているため、ステータ４２の熱が貯留空間６８内の液冷媒に伝わり易く、貯留空間６８内の液冷媒の気化が効率良く促進される。液冷媒の気化の促進は、液冷媒の溜まり過ぎの回避に寄与する。
【００４６】
（４）流出通路５０の入口５０１がロータ４１より下側に設けられているため、貯留空間６８から液冷媒が溢れたとしても、その液面は、入口５０１以下となり、ロータ４１が液冷媒を撹拌することはない。
【００４７】
（５）貯留空間６８は、発電機ハウジング３７を型成形する際に同時に形成することができ、貯留空間６８の形成が容易である。
（６）エンジン１２の回転力によって発電するオルタネータ４３を廃熱利用によって発電する発電機として兼用するため、廃熱利用の新たな発電機が不要である。
【００４８】
次に、図５の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
発電機ハウジング３７の周壁３７２の底部の外周面３７３にはパン６９がねじ８３によって止着されており、パン６９と外周面３７３との間には貯留空間６８Ａが区画されている。ステータ４２の直下にある貯留空間６８Ａは、周壁３７２に貫設された孔８４を介して内部空間Ｋに連通している。
【００４９】
内部空間Ｋ内に存在する液冷媒は、孔８４を介して貯留空間６８Ａに流入して溜められる。ステータ４２の熱は、周壁３７２を介して貯留空間６８Ａ内の液冷媒に伝わり、貯留空間６８Ａに溜められた液冷媒は、ステータ４２の熱によって気化する。気化した冷媒は、孔８４、内部空間Ｋ及び流出通路５０を経由して排出室８０に流出する。
【００５０】
第２の実施形態では、第１の実施形態における（１），（２），（４），（６）項と同様の効果が得られる。又、ステータ４２の外周面に接する周壁３７２の一部によって貯留空間６８Ａが区画されているため、ステータ４２の熱が貯留空間６８Ａ内の液冷媒に伝わり易く、貯留空間６８Ａ内の液冷媒の気化が効率良く促進される。
【００５１】
次に、図６及び図７の第３の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
図６は、廃熱回収装置を示す。回転電機としてのモータジェネレータ４３Ａは、モータとしてランキンサイクル作動開始時にはギヤポンプ６７を駆動すると共に、膨張機７２の回転によって発電する。
【００５２】
図７に示すように、廃熱回収機器３４Ｂを構成する全体ハウジング８５は、センターハウジング３６と、センターハウジング３６の前端〔図７において左端〕に連結されたモータジェネレータハウジング３７Ａと、センターハウジング３６の後端〔図７において右端〕に連結されたリヤハウジング３９とから構成されている。
【００５３】
モータジェネレータハウジング３７Ａの周壁３７２Ａの底部には貫通孔８６が内部空間Ｋと全体ハウジング８５外とを繋ぐように貫設されており、貫通孔８６には袋筒状の栓８７が嵌合されている。貫通孔８６及び栓８７の筒内８７１は、周壁３７２Ａの一部及び栓８７によって区画された貯留空間６８Ｂとなる。貯留空間６８Ｂは、コイル４２１Ａの下方にあって内部空間Ｋに連通している。
【００５４】
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○第３の実施形態において、袋筒状の栓８７の代わりに中実の栓を用いてもよい。
○貯留空間が発電機ハウジング３７を通らない通路を介して排出室８０に連通していてもよい。
【００５５】
○ポンプとして、ギヤポンプに代えてロータリー式などの他の形式のポンプを採用してもよい。
前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
【００５６】
（イ）前記廃熱源は、燃焼機関であり、前記回転電機は、前記燃焼機関の回転出力軸の回転によって発電するオルタネータである請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の廃熱利用装置。
【符号の説明】
【００５７】
１１…廃熱利用装置。１２…廃熱源としてのエンジン。２０，２１…第１熱交換器としての第１ボイラ及び第２ボイラ。２９…第２熱交換器としての凝縮器。３５，８５…全体ハウジング。３７…回転電機ハウジングとしての発電機ハウジング。３７Ａ…回転電機ハウジングとしてのモータジェネレータハウジング。３７２，３７２Ａ…周壁。３７３…外周面。４０…駆動軸。４１…ロータ。４２…ステータ。４３…回転電機としてのオルタネータ。４３Ａ…回転電機としてのモータジェネレータ。４７…循環冷媒流路を構成する吐出通路。４８…分岐通路。５０…流出通路。５０１…入口。６７…ポンプとしてのギヤポンプ。６８，６８Ａ，６８Ｂ…貯留空間。６９…パン。７２…膨張機。８６…貫通孔。８７…栓。Ｋ…内部空間。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃熱源の廃熱を利用して回転電機の駆動軸に回転力を付与する膨張機を備えた廃熱利用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機である発電機のコイルの温度が上昇すると、電気抵抗が増大し、発電効率が低下する。そのため、発電機のコイルを冷却することが望ましい。特許文献１に開示のランキンサイクルシステムでは、膨張機及び発電機を収容する密閉容器内にポンプから液状の作動流体（液冷媒）が送り込まれ、発電機が冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７４４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、液冷媒が発電機のロータに接触するため、回転トルクが増大する。回転トルクの増大は、廃熱回収効率の低下をもたらす。
本発明は、廃熱利用装置において用いられる回転電機を冷却する効率を向上すると共に、廃熱回収効率を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、循環冷媒流路を流れる冷媒に廃熱源の廃熱を伝達する第１熱交換器と、前記第１熱交換器を通過した冷媒を利用して前記回転電機の駆動軸に回転力を付与する膨張機と、前記膨張機を通過した冷媒から熱を奪う第２熱交換器と、前記第１熱交換器より上流、かつ前記第２熱交換器より下流の前記循環冷媒流路に設けられて液冷媒を送り出すとともに前記循環冷媒流路から前記回転電機を収納する回転電機ハウジング内へ液冷媒を供給するポンプとを備えた廃熱利用装置を対象とし、請求項１の発明では、前記回転電機ハウジング内に連通して液冷媒を収容する貯留空間が前記回転電機ハウジングの少なくとも一部によって前記回転電機の下方に区画されている。
【０００６】
回転電機ハウジング内へ送り込まれた冷媒は、回転電機を冷却するが、この液冷媒は、回転電機の下方に区画されている貯留空間に溜められるので、回転電機のロータが貯留された液冷媒を撹拌することはない。貯留空間内の液冷媒は、ステータの発熱によって気化され、気化した冷媒は、貯留空間外へ流出する。
【０００７】
好適な例では、前記貯留空間は、前記回転電機のステータの直下に前記ステータの一部によって区画されている。
ステータの一部によって貯留空間を区画する構成は、貯留空間内の液冷媒を効率良く気化し、回転電機の高温化の抑制効果が高い。
【０００８】
好適な例では、前記貯留空間は、前記ステータの下側に位置する前記ハウジングの周壁によって区画されている。
好適な例では、前記貯留空間は、前記ハウジングの周壁と、前記周壁の外週面に取り付けられたパンとの間に区画されている。
【０００９】
好適な例では、前記貯留空間は、前記ハウジングの周壁に貫設された貫通孔であり、前記貫通孔は、前記貫通孔に嵌合された栓によって外部と遮断されている。
貫通孔を栓で塞ぐ構成は、貯留空間を区画形成する上で簡便な構成である。
【００１０】
好適な例では、前記ポンプより下流の前記冷媒の循環流路に分岐接続し、且つ前記回転電機ハウジング内に接続する分岐通路が設けられており、前記第１熱交換器より下流、かつ前記第２熱交換器より上流の前記循環冷媒流路と前記回転電機ハウジング内とを接続する流出通路が設けられている。
【００１１】
好適な例では、流出通路は前記膨張機よりも下流、かつ前記第２熱交換器より上流の前記循環冷媒流路と前記回転電機ハウジング内とを接続する。
第１熱交換器よりも下流であっても、膨張機よりも下流側の方が膨張機より上流側より圧力が小さく、流出通路を介して回転電機ハウジング内から循環冷媒流路に液冷媒を戻し易い。
【００１２】
好適な例では、前記流出通路の入口は、前記回転電機のロータより下側に設けられている。
回転電機ハウジング内に液冷媒が溜まった場合にも、その液面は、前記入口以下となり、ロータが液冷媒を撹拌することはない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、廃熱利用装置において用いられる回転電機を冷却する効率を向上すると共に、廃熱回収効率を向上することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態を示す部分側断面図。
【図２】第１の実施形態の廃熱利用装置を示す模式図。
【図３】図１のＡ−Ａ線拡大断面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図。
【図５】第２の実施形態の部分側断面図。
【図６】第３の実施形態の廃熱利用装置を示す模式図。
【図７】第３の実施形態の部分側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図２に示すように、廃熱利用装置１１は、廃熱源としてのエンジン１２（燃焼機関）と、ランキンサイクル回路１３とを備えている。ランキンサイクル回路１３では、エンジン１２からの廃熱によって加熱される冷媒が循環する。廃熱利用装置１１を構成する廃熱回収機器３４は、ランキンサイクル回路１３の一部を構成している。
【００１６】
図１に示すように、廃熱回収機器３４を構成する全体ハウジング３５は、筒状をなすセンターハウジング３６と、センターハウジング３６の前端〔図１において左端〕に連結された回転電機ハウジングとしての発電機ハウジング３７と、センターハウジング３６の後端〔図１において右端〕に連結されたリヤハウジング３９とから構成されている。
【００１７】
センターハウジング３６に一体形成された隔壁３６１と発電機ハウジング３７の前端壁３７１とには駆動軸４０が軸受５１，５２を介して回転可能に支持されており、発電機ハウジング３７内の駆動軸４０にはロータ４１が固定されている。発電機ハウジング３７の内周面にはステータ４２がロータ４１を取り囲むように固定されている。駆動軸４０、コイル４２１を備えたステータ４２及びロータ４１は、オルタネータ４３（回転電機）を構成する。駆動軸４０は、オルタネータ４３のロータ軸である。オルタネータ４３は、ロータ４１が回転することによってステータ４２のコイル４２１に電力を生じさせる機能を有する。
【００１８】
オルタネータ４３にはバッテリ４５が電気的に接続されている。オルタネータ４３で生じた電力は、バッテリ４５に蓄電されるようになっている。
駆動軸４０は、前端壁３７１を貫通して外部に突出しており、駆動軸４０の突出端部にはプーリ５７が止着されている。プーリ５７にはベルト５９が巻き掛けられている。ベルト５９は、エンジン１２の回転出力軸であるクランク軸６８〔図２参照〕に止着されたプーリ６９〔図２参照〕に巻き掛けられている。
【００１９】
センターハウジング３６の後部内にはサイドプレート６２が隔壁３６１に対向するように固設されている。隔壁３６１とサイドプレート６２との間にはポンプ室６４が区画されている。駆動軸４０は、隔壁３６１及びサイドプレート６２を貫通している。
【００２０】
図３及び図４に示すように、ポンプ室６４内には駆動軸４０に止着された駆動ギヤ６５と、駆動ギヤ６５に噛合する従動ギヤ６６とが配設されている。ポンプ室６４、駆動ギヤ６５及び従動ギヤ６６は、ギヤポンプ６７を構成する。図３に示すように、駆動ギヤ６５及び従動ギヤ６６は、ポンプ室６４内を吸入室６４１と吐出室６４２とに区画する。
【００２１】
図１に示すように、センターハウジング３６の後部内には支持ブロック６３が固設されている。支持ブロック６３には回転軸７０が軸受７１によって回転可能に支持されている。回転軸７０は、駆動軸４０と同軸上で駆動軸４０に連結されている。
【００２２】
支持ブロック６３とリヤハウジング３９との間にはスクロール式の膨張機７２が設けられている。
次に、膨張機７２の構成を説明する。
【００２３】
回転軸７０の後端には偏心軸７３が設けられている。偏心軸７３は、回転軸７０の回転により回転軸７０の回転軸線の周りを公転する。偏心軸７３には可動スクロール７４がブッシュ７５及び軸受７６を介して回転可能に支持されている。可動スクロール７４は、軸受７６に支持された可動側端板７４１と、可動側端板７４１から突設された渦巻状の可動側渦巻壁７４２とを備えている。
【００２４】
センターハウジング３６の後部内には固定スクロール７７が可動スクロール７４と対向するように固設されている。固定スクロール７７は、固定側端板７７１と、固定側端板７７１から支持ブロック６３に向けて突設された渦巻状の固定側渦巻壁７７２とを備えている。可動スクロール７４の可動側渦巻壁７４２と、固定スクロール７７の固定側渦巻壁７７２とは、互いに噛み合わされて容積変更可能な膨張室７８を区画する。
【００２５】
固定側端板７７１とリヤハウジング３９との間には供給室７９が区画されており、固定側端板７７１の中央部には供給口７７３が供給室７９に連通するように形成されている。リヤハウジング３９には導入ポート３９１が形成されている。サイドプレート６２と支持ブロック６３との間には排出室８０が形成されている。膨張室７８の冷媒は、排出室８０へ排出される。センターハウジング３６の周壁には排出ポート３６２が排出室８０に連通するように形成されている。
【００２６】
次に、廃熱利用装置１１におけるランキンサイクル回路１３について説明する。
図２に示すように、ランキンサイクル回路１３は、廃熱回収機器３４を構成する膨張機７２、凝縮器２９、廃熱回収機器３４を構成するギヤポンプ６７、第１ボイラ２０、及び第２ボイラ２１によって構成されている。
【００２７】
第１ボイラ２０は、吸熱器２０２と放熱器２０１とを備える。ギヤポンプ６７におけるポンプ室６４〔図３，４参照〕の吐出側には第１ボイラ２０の吸熱器２０２が第１流路２２を介して接続されている。放熱器２０１は、エンジン１２に接続された冷却水循環経路２３上に設けられている。冷却水循環経路２３上にはラジエータ２４が設けられている。車両のエンジン１２を冷却した冷却水（冷却流体）は、冷却水循環経路２３を循環して放熱器２０１及びラジエータ２４で放熱する。
【００２８】
第２ボイラ２１は、吸熱器２１２と放熱器２１１とを備える。第１ボイラ２０の吸熱器２０２の吐出側には第２ボイラ２１の吸熱器２１２が接続流路２５を介して接続されている。放熱器２１１は、エンジン１２に接続された排気通路２６上に設けられている。エンジン１２からの排気は、放熱器２１１で放熱した後、マフラ２７から排気される。ギヤポンプ６７から吐出された冷媒は、第１ボイラ２０及び第２ボイラ２１の吸熱器２０２，２１２と放熱器２０１，２１１との間での熱交換によりエンジン１２からの廃熱によって加熱される。
【００２９】
第２ボイラ２１の吸熱器２１２の吐出側には膨張機７２における導入ポート３９１〔図１参照〕が供給流路２８を介して接続されている。第１ボイラ２０及び第２ボイラ２１で加熱された高温高圧の冷媒は、供給流路２８を介して膨張機７２に導入されるようになっている。膨張機７２側の排出ポート３６２〔図１参照〕には凝縮器２９が排出流路３０を介して接続されている。膨張機７２で膨張した低圧の冷媒は、排出流路３０を介して凝縮器２９へ排出されるようになっている。凝縮器２９の下流側にはギヤポンプ６７のポンプ室６４〔図１参照〕が第２流路３１を介して接続されている。
【００３０】
第２流路３１、第１流路２２、接続流路２５、供給流路２８及び排出流路３０は、ランキンサイクル回路の循環冷媒流路を構成する。
図３に示すように、ポンプ室６４の吸入室６４１には吸入通路４６が接続されており、ポンプ室６４の吐出室６４２には吐出通路４７が接続されている。吸入通路４６は、第２流路３１の一部を構成しており、吐出通路４７は、第１流路２２の一部を構成する。つまり、吸入通路４６及び吐出通路４７は、循環冷媒通路の一部を構成する。ポンプ室６４、吐出通路４７及び吸入通路４６は、隔壁３６１の端面に凹み形成されている。
【００３１】
吐出通路４７には分岐通路４８が分岐接続されており、分岐通路４８の終端には絞り通路４９が設けられている。絞り通路４９は、発電機ハウジング３７内の内部空間Ｋに開口している。
【００３２】
図２に示すように、ギヤポンプ６７は、循環冷媒流路の一部である第１流路２２と分岐通路４８との分岐部４８０と、第２熱交換器である凝縮器２９との間の循環冷媒流路に設けられている。つまり、ギヤポンプ６７は、第１熱交換器である第１ボイラ２０及び第２ボイラ２１より上流、かつ第２熱交換器である凝縮器２９より下流の循環冷媒流路に設けられている。
【００３３】
図４に示すように、センターハウジング３６の隔壁３６１及びサイドプレート６２には流出通路５０が貫設されている。流出通路５０の入口５０１は、オルタネータ４３のロータ４１より下側に設けられている。内部空間Ｋは、流出通路５０を介して排出室８０に連通している。
【００３４】
ギヤポンプ６７のポンプ作用により、第２流路３１内の冷媒は、ポンプ室６４の吸入室６４１に吸入されて吐出室６４２へ送られる。吐出室６４２へ送られた冷媒の一部は、第１流路２２、第１ボイラ２０、第２ボイラ２１、膨張機７２及び凝縮器２９を通過してポンプ室６４の吸入室６４１へ還流する。吐出室６４２へ送られた冷媒の残りは、分岐通路４８及び絞り通路４９を経由して内部空間Ｋへ流入する。内部空間Ｋへ流入した冷媒は、流出通路５０、排出室８０、排出ポート３６２、排出流路３０及び凝縮器２９を通過してポンプ室６４の吸入室６４１へ還流する。
【００３５】
図１及び図３に示すように、発電機ハウジング３７の周壁３７２の底部の外周面３７３には張り出し部４４が張り出し形成されており、張り出し部４４の内側には貯留空間６８が凹み形成されている。図１に示すように、貯留空間６８の上部開口の一部は、ステータ４２の外周面によって覆われており、貯留空間６８は、内部空間Ｋに連通している。貯留空間６８は、発電機ハウジング３７の周壁３７２の一部と、センターハウジング３６の隔壁３６１の一部と、ステータ４２の一部とによってステータ４２の直下に区画されている。
【００３６】
貯留空間６８は、流出通路５０の入口５０１よりも下側にある。
次に、廃熱利用装置１１の作用について説明する。
エンジン１２が始動されると、ベルト５９及びプーリ５７を介してエンジン１２から駆動力が伝達されるために駆動軸４０が回転し、オルタネータ４３が発電する。オルタネータ４３によって発電された電気は、バッテリ４５に蓄えられる。
【００３７】
駆動軸４０が回転開始すると、ギヤポンプ６７の駆動ギヤ６５及び膨張機７２の回転軸７０が駆動軸４０と一体的に回転開始する。ギヤポンプ６７の駆動ギヤ６５の回転は、従動ギヤ６６に伝達され、駆動ギヤ６５及び従動ギヤ６６が噛合しながら互いに逆方向に回転する。これにより第２流路３１の冷媒がギヤポンプ６７を通過して第１流路２２へ送られる。
【００３８】
第１流路２２へ送られた冷媒の一部は、第１ボイラ２０の吸熱器２０２、接続流路２５、及び第２ボイラ２１の吸熱器２１２を通過して供給流路２８へ送られる。第１ボイラ２０の吸熱器２０２及び第２ボイラ２１の吸熱器２１２を通過する冷媒は、エンジン１２からの廃熱によって加熱される。
【００３９】
第１流路２２へ送られた冷媒の残りは、分岐通路４８及び絞り通路４９を経由して内部空間Ｋへ流入する。絞り通路４９を通過した液冷媒は、霧状になって内部空間Ｋへ噴出する。凝縮器２９を通過して第２流路３１を流れる冷媒は、冷却されて液化しており、ギヤポンプ６７から送り出された液冷媒は、低温である。従って、内部空間Ｋへ流入した低温の液冷媒は、内部空間Ｋ内でオルタネータ４３を冷却する。オルタネータ４３を冷却した冷媒は、流出通路５０を経由して排出室８０へ流出し、排出室８０へ流出した冷媒は、排出流路３０及び凝縮器２９を経由してギヤポンプ６７へ還流する。
【００４０】
第１ボイラ２０及び第２ボイラ２１（第１熱交換器）で加熱された高圧の冷媒は、導入ポート３９１から膨張機７２の供給室７９を経て膨張室７８に導入されて膨張する。この冷媒の膨張により膨張機７２が機械的エネルギー（回転付与力）を出力し、この回転付与力によって回転軸７０及び駆動軸４０の回転がアシストされる。膨張機７２は、冷媒を利用してオルタネータ４３の駆動軸４０に回転力を付与する。膨張して圧力が低下した冷媒は、排出流路３０へ排出される。排出流路３０へ排出された冷媒は、凝縮器２９を通過してギヤポンプ６７へ還流する。
【００４１】
次に、第１の実施形態の作用を説明する。
内部空間Ｋへ送り込まれた液冷媒は、オルタネータ４３を冷却するが、この液冷媒は、貯留空間６８に溜められる。貯留空間６８は、ステータ４２の直下にあるため、貯留空間６８内の液冷媒は、ステータ４２の発熱によって気化される。オルタネータ４３は、液冷媒の気化によって冷却され、気化した冷媒は、流出通路５０から排出室８０（内部空間Ｋ外）へ流出する。
【００４２】
第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）オルタネータ４３を冷却した冷媒は、第２熱交換器である凝縮器２９にて熱を奪われて液冷媒となり、凝縮器２９にて冷却された液冷媒の一部は、オルタネータ４３の内部空間Ｋへ流れる。凝縮器２９にて低温化された液冷媒によってオルタネータ４３を冷却する構造は、オルタネータ４３を冷却する効率の向上に寄与する。
【００４３】
内部空間Ｋに存在する液冷媒は、貯留空間６８に溜められる。貯留空間６８は、ロータ４１よりも下側にある。そのため、貯留空間６８内の貯留油がロータ４１によって撹拌されることはなく、廃熱回収効率が向上する。
【００４４】
（２）貯留空間６８内の液冷媒は、ステータ４２の発熱によって気化され、気化した冷媒は、内部空間Ｋ外へ流出する。貯留空間６８は、ステータ４２の直下にあるため、貯留空間６８内の液冷媒の気化が促進され、液冷媒が内部空間Ｋの底部に過剰に溜まることはない。
【００４５】
（３）貯留空間６８がステータ４２の外周面の一部によって区画されているため、ステータ４２の熱が貯留空間６８内の液冷媒に伝わり易く、貯留空間６８内の液冷媒の気化が効率良く促進される。液冷媒の気化の促進は、液冷媒の溜まり過ぎの回避に寄与する。
【００４６】
（４）流出通路５０の入口５０１がロータ４１より下側に設けられているため、貯留空間６８から液冷媒が溢れたとしても、その液面は、入口５０１以下となり、ロータ４１が液冷媒を撹拌することはない。
【００４７】
（５）貯留空間６８は、発電機ハウジング３７を型成形する際に同時に形成することができ、貯留空間６８の形成が容易である。
（６）エンジン１２の回転力によって発電するオルタネータ４３を廃熱利用によって発電する発電機として兼用するため、廃熱利用の新たな発電機が不要である。
【００４８】
次に、図５の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
発電機ハウジング３７の周壁３７２の底部の外周面３７３にはパン６９がねじ８３によって止着されており、パン６９と外周面３７３との間には貯留空間６８Ａが区画されている。ステータ４２の直下にある貯留空間６８Ａは、周壁３７２に貫設された孔８４を介して内部空間Ｋに連通している。
【００４９】
内部空間Ｋ内に存在する液冷媒は、孔８４を介して貯留空間６８Ａに流入して溜められる。ステータ４２の熱は、周壁３７２を介して貯留空間６８Ａ内の液冷媒に伝わり、貯留空間６８Ａに溜められた液冷媒は、ステータ４２の熱によって気化する。気化した冷媒は、孔８４、内部空間Ｋ及び流出通路５０を経由して排出室８０に流出する。
【００５０】
第２の実施形態では、第１の実施形態における（１），（２），（４），（６）項と同様の効果が得られる。又、ステータ４２の外周面に接する周壁３７２の一部によって貯留空間６８Ａが区画されているため、ステータ４２の熱が貯留空間６８Ａ内の液冷媒に伝わり易く、貯留空間６８Ａ内の液冷媒の気化が効率良く促進される。
【００５１】
次に、図６及び図７の第３の実施形態を説明する。第１の実施形態と同じ構成部には同じ符合を用い、その詳細説明は省略する。
図６は、廃熱回収装置を示す。回転電機としてのモータジェネレータ４３Ａは、モータとしてランキンサイクル作動開始時にはギヤポンプ６７を駆動すると共に、膨張機７２の回転によって発電する。
【００５２】
図７に示すように、廃熱回収機器３４Ｂを構成する全体ハウジング８５は、センターハウジング３６と、センターハウジング３６の前端〔図７において左端〕に連結されたモータジェネレータハウジング３７Ａと、センターハウジング３６の後端〔図７において右端〕に連結されたリヤハウジング３９とから構成されている。
【００５３】
モータジェネレータハウジング３７Ａの周壁３７２Ａの底部には貫通孔８６が内部空間Ｋと全体ハウジング８５外とを繋ぐように貫設されており、貫通孔８６には袋筒状の栓８７が嵌合されている。貫通孔８６及び栓８７の筒内８７１は、周壁３７２Ａの一部及び栓８７によって区画された貯留空間６８Ｂとなる。貯留空間６８Ｂは、コイル４２１Ａの下方にあって内部空間Ｋに連通している。
【００５４】
本発明では以下のような実施形態も可能である。
○第３の実施形態において、袋筒状の栓８７の代わりに中実の栓を用いてもよい。
○貯留空間が発電機ハウジング３７を通らない通路を介して排出室８０に連通していてもよい。
【００５５】
○ポンプとして、ギヤポンプに代えてロータリー式などの他の形式のポンプを採用してもよい。
前記した実施形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
【００５６】
（イ）前記廃熱源は、燃焼機関であり、前記回転電機は、前記燃焼機関の回転出力軸の回転によって発電するオルタネータである請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の廃熱利用装置。
【符号の説明】
【００５７】
１１…廃熱利用装置。１２…廃熱源としてのエンジン。２０，２１…第１熱交換器としての第１ボイラ及び第２ボイラ。２９…第２熱交換器としての凝縮器。３５，８５…全体ハウジング。３７…回転電機ハウジングとしての発電機ハウジング。３７Ａ…回転電機ハウジングとしてのモータジェネレータハウジング。３７２，３７２Ａ…周壁。３７３…外周面。４０…駆動軸。４１…ロータ。４２…ステータ。４３…回転電機としてのオルタネータ。４３Ａ…回転電機としてのモータジェネレータ。４７…循環冷媒流路を構成する吐出通路。４８…分岐通路。５０…流出通路。５０１…入口。６７…ポンプとしてのギヤポンプ。６８，６８Ａ，６８Ｂ…貯留空間。６９…パン。７２…膨張機。８６…貫通孔。８７…栓。Ｋ…内部空間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
循環冷媒流路を流れる冷媒に廃熱源の廃熱を伝達する第１熱交換器と、前記第１熱交換器を通過した冷媒を利用して回転電機の駆動軸に回転力を付与する膨張機と、前記膨張機を通過した冷媒から熱を奪う第２熱交換器と、前記第１熱交換器より上流、かつ前記第２熱交換器より下流の前記循環冷媒流路に設けられて液冷媒を送り出すとともに前記循環冷媒流路から前記回転電機を収納する回転電機ハウジング内へ液冷媒を供給するポンプとを備えた廃熱利用装置において、
前記回転電機ハウジング内に連通して液冷媒を収容する貯留空間が前記回転電機ハウジングの少なくとも一部によって前記回転電機の下方に区画されている廃熱利用装置。
【請求項２】
前記貯留空間は、前記回転電機のステータの直下に前記ステータの一部によって区画されている請求項１に記載の廃熱利用装置。
【請求項３】
前記貯留空間は、前記ステータの下側に位置する前記ハウジングの周壁によって区画されている請求項２に記載の廃熱利用装置。
【請求項４】
前記貯留空間は、前記ハウジングの周壁と、前記周壁の外周面に取り付けられたパンとの間に区画されている請求項１に記載の廃熱利用装置。
【請求項５】
前記貯留空間は、前記ハウジングの周壁に貫設された貫通孔であり、前記貫通孔は、前記貫通孔に嵌合された栓によって外部と遮断されている請求項２に記載の廃熱利用装置。
【請求項６】
前記ポンプより下流の前記循環冷媒流路に分岐接続し、且つ前記回転電機ハウジング内に接続する分岐通路が設けられており、
前記第１熱交換器より下流、かつ前記第２熱交換器より上流の前記循環冷媒流路と前記回転電機ハウジング内とを接続する流出通路が設けられている請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の廃熱利用装置。
【請求項７】
前記流出通路は、前記膨張機よりも下流、かつ前記第２熱交換器より上流の前記循環冷媒流路と前記回転電機ハウジング内とを接続する請求項６に記載の廃熱利用装置。
【請求項８】
前記流出通路の入口は、前記回転電機のロータより下側に設けられている請求項６及び請求項７のいずれか１項に記載の廃熱利用装置。
【請求項１】
循環冷媒流路を流れる冷媒に廃熱源の廃熱を伝達する第１熱交換器と、前記第１熱交換器を通過した冷媒を利用して回転電機の駆動軸に回転力を付与する膨張機と、前記膨張機を通過した冷媒から熱を奪う第２熱交換器と、前記第１熱交換器より上流、かつ前記第２熱交換器より下流の前記循環冷媒流路に設けられて液冷媒を送り出すとともに前記循環冷媒流路から前記回転電機を収納する回転電機ハウジング内へ液冷媒を供給するポンプとを備えた廃熱利用装置において、
前記回転電機ハウジング内に連通して液冷媒を収容する貯留空間が前記回転電機ハウジングの少なくとも一部によって前記回転電機の下方に区画されている廃熱利用装置。
【請求項２】
前記貯留空間は、前記回転電機のステータの直下に前記ステータの一部によって区画されている請求項１に記載の廃熱利用装置。
【請求項３】
前記貯留空間は、前記ステータの下側に位置する前記ハウジングの周壁によって区画されている請求項２に記載の廃熱利用装置。
【請求項４】
前記貯留空間は、前記ハウジングの周壁と、前記周壁の外周面に取り付けられたパンとの間に区画されている請求項１に記載の廃熱利用装置。
【請求項５】
前記貯留空間は、前記ハウジングの周壁に貫設された貫通孔であり、前記貫通孔は、前記貫通孔に嵌合された栓によって外部と遮断されている請求項２に記載の廃熱利用装置。
【請求項６】
前記ポンプより下流の前記循環冷媒流路に分岐接続し、且つ前記回転電機ハウジング内に接続する分岐通路が設けられており、
前記第１熱交換器より下流、かつ前記第２熱交換器より上流の前記循環冷媒流路と前記回転電機ハウジング内とを接続する流出通路が設けられている請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の廃熱利用装置。
【請求項７】
前記流出通路は、前記膨張機よりも下流、かつ前記第２熱交換器より上流の前記循環冷媒流路と前記回転電機ハウジング内とを接続する請求項６に記載の廃熱利用装置。
【請求項８】
前記流出通路の入口は、前記回転電機のロータより下側に設けられている請求項６及び請求項７のいずれか１項に記載の廃熱利用装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−８７６５８（Ｐ２０１３−８７６５８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７０１８（Ｐ２０１１−２２７０１８）
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１４日（２０１１．１０．１４）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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