(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の廃熱エネルギーを効率的に回収することにより、内燃機関の省燃費化を図ることができる車両用廃熱回収システムの提供を目的とする。【解決手段】冷却液Ｒを冷却するラジエータ６と、冷却液Ｒを熱源とする廃熱回収装置９と、冷却液流通路６１と、内燃機関１と廃熱回収装置９間に介装され、冷却液温度が第１開弁開始温度未満の時、冷却液Ｒを廃熱回収装置９とラジエータ６をバイパスさせ、第１開弁開始温度以上の時は廃熱回収装置９側へ切換える第１サーモスタット２と、廃熱回収装置９とラジエータ６と間に介装され、冷却液温度が第２開弁開始温度未満の時、冷却液Ｒはラジエータ６をバイパスさせ、第２開弁開始温度以上の場合はラジエータ６側へ切換える第２サーモスタット３と、を備え、第１開弁開始温度を第２開弁開始温度より高くしたことを特徴とする。【選択図】図１
2014070632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、前記内燃機関の冷却液を冷却するラジエータと、
前記冷却液を熱源として、熱エネルギーを回収する廃熱回収装置と、
前記内燃機関、前記廃熱回収装置、及び前記ラジエータの順に前記冷却液が循環する冷却液流通路と、
前記内燃機関と前記廃熱回収装置との間の前記冷却液流通路に介装され、前記冷却液温度が第１開弁開始温度未満の場合は、前記冷却液が前記廃熱回収装置及び前記ラジエータをバイパスし、前記冷却液温度が前記第１開弁開始温度以上の場合は、前記冷却液が前記廃熱回収装置側へ流通するように前記冷却液流通路を切換える第１サーモスタットと、
前記廃熱回収装置と前記ラジエータとの間の前記冷却液流通路に介装され、前記冷却液温度が第２開弁開始温度未満の場合は、前記冷却液が前記ラジュエータをバイパスし、前記冷却液温度が前記第２開弁開始温度以上の場合は、前記冷却液が前記ラジエータ側へ流通するように前記冷却液流通路を切換える第２サーモスタットと、を備え
前記第１開弁開始温度は、前記第２開弁開始温度より高くしたことを特徴とする車両用廃熱回収システム。
【請求項２】
前記第１サーモスタットの第１開弁開始温度は、前記第２サーモスタットの第２開弁開始温度より５±1℃高くしたことを特徴とする請求項１記載の車両用廃熱回収システム。
【請求項３】
前記内燃機関と前記廃熱回収装置との間に前記冷却液流通路を流れる冷却液を前記内燃機関の排ガスで加熱する熱交換器を設けたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の車両用廃熱回収システム。
【請求項４】
前記第１サーモスタットは前記内燃機関外周部に取り付けられると共に、前記廃熱回収装置側への流出口は突出していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用廃熱回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用廃熱回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を搭載した車両において、内燃機関の廃熱エネルギーを廃熱回収装置により回収して、内燃機関の熱効率を向上させることが行われている。
【０００３】
特許文献１によると、内燃機関と、該内燃機関により駆動される冷媒圧縮用のコンプレッサと、冷媒用の熱交換器と、内燃機関の熱を冷媒に伝えるための廃熱回収装置とを備え、内燃機関の温度が所定値より低い場合には、廃熱回収装置の熱交換器による熱交換を停止させる制御手段を備えている。制御手段としてサーモスタットを用いている。
このようにすることで、内燃機関の暖機促進を図っている。
【０００４】
また、特許文献２によると、内燃機関を冷却する冷却液が循環する冷却液循環路と、冷却液と熱交換することにより作動媒体を加熱する第１熱交換器と、第１熱交換器で加熱された作動媒体を膨張させる膨張器と、該膨張器で膨張された作動媒体を冷却するコンデンサと、コンデンサで冷却された作動媒体を循環するポンプとを備えたランキンサイクルを備え、冷却液を排ガスで加熱して、加熱された冷却液を第１熱交換器で熱エルギーに交換するようにしている。
しかし、冷却液温度が高くなりすぎて作動媒体が炭化するのを防止するため、第１熱交換器に流入する冷却液の流量をサーモスタットによって調整する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−８４２７３号公報
【特許文献２】特開２００６−１４４７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１によると、内燃機関の冷却液を排ガスで加熱する熱交換器が廃熱回収装置の冷却液流通路の下流側にあり、排ガスで加熱する熱交換器は内燃機関の暖機促進に利用するだけで、排ガスの熱は廃熱回収装置の廃熱回収効率向上に寄与していない。
更に、冷却液を熱交換器で加熱する構造となっているので、内燃機関の熱負荷が大きくなり、内燃機関に悪い影響を与える不具合がある。
また、特許文献２においては、ランキンサイクル回路の熱交換器に流れる冷却液量とバイパスを流れる冷却液量をサーモスタットで調整して、作動媒体が炭化するのを防止するものである。
従って、特許文献１及び特許文献２共に内燃機関の暖機を促進させるため、サーモスタットによって冷却液の流路を調整するもので、内燃機関の廃熱エネルギーを廃熱回収装置によって効率的に回収できない不具合を有している。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術の課題に鑑みなされた発明であって、内燃機関の廃熱エネルギーを効率的に回収することにより、内燃機関の省燃費化を図ることができる車両用廃熱回収システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明によれば、内燃機関と、前記内燃機関の冷却液を冷却するラジエータと、
前記冷却液を熱源として、熱エネルギーを回収する廃熱回収装置と、
前記内燃機関、前記廃熱回収装置、及び前記ラジエータの順に前記冷却液が循環する冷却液流通路と、
前記内燃機関と前記廃熱回収装置との間の前記冷却液流通路に介装され、前記冷却液温度が第１開弁開始温度未満の場合は、前記冷却液が前記廃熱回収装置及び前記ラジエータをバイパスし、前記冷却液温度が前記第１開弁開始温度以上の場合は、前記冷却液が前記廃熱回収装置側へ流通するように前記冷却液流通路を切換える第１サーモスタットと、
前記廃熱回収装置と前記ラジエータとの間の前記冷却液流通路に介装され、前記冷却液温度が第２開弁開始温度未満の場合は、前記冷却液が前記ラジュエータをバイパスし、前記冷却液温度が前記第２開弁開始温度以上の場合は、前記冷却液が前記ラジエータ側へ流通するように前記冷却液流通路を切換える第２サーモスタットと、を備え
前記第１開弁開始温度は、前記第２開弁開始温度より高くしたことを特徴とする廃熱回収システムを提供できる。
【０００９】
また、本発明において好ましくは、前記第１サーモスタットの第１開弁開始温度は、前記第２サーモスタットの第２開弁開始温度より５±1℃高くするとよい。
【００１０】
本発明によれば、第１と第２サーモスタットの間に廃熱回収装置を配置した構造としたので、第１サーモスタットが開弁すると冷却液全量が廃熱回収装置側へ流れるので、廃熱回収装置における廃熱回収効率が向上する。
一方、第１サーモスタットが閉弁中、冷却液は内燃機関内のバイパス側へ流れるので、内燃機関内を循環して、早期に内燃機関を暖気する。
更に、第１サーモスタットの第１開弁開始温度を高くすることで、廃熱回収装置側へ流れる冷却液温度が高くなり、廃熱回収装置での廃熱回収効率が高くなる。
一方、第２サーモスタットの第２開弁開始温度を第１サーモスタットの開弁開始温度より低くすることで、冷却水の廃熱回収装置での温度降下が少なく、温度の高い冷却液が内燃機関側に戻るのを防止できる。
【００１１】
また、本発明において好ましくは、前記内燃機関と前記廃熱回収装置との間に前記冷却液流通路を流れる冷却液を前記内燃機関の排ガスで加熱する熱交換器を設けるとよい。
【００１２】
このような構成にすることにより、廃熱回収装置側へ流れる冷却液温度を高くして、廃熱回収装置での廃熱回収効率を高くすることができる。
【００１３】
また、本発明において好ましくは、前記第１サーモスタットは前記内燃機関外周部に取り付けられると共に、前記廃熱回収装置側への流出口は突出させるとよい。
【００１４】
このような構成にすることにより、サーモスタットの廃熱回収装置側へ突出した構造となっている。
従って、冷却液を廃熱回収装置側へ流す通路（ゴムホース又は金属パイプ等）は外付けとなり、内燃機関の改修が不要となり、サーモスタットの小幅な改修で廃熱回収装置の設置が可能となり、コスト上昇を抑制すると共に、内燃機関の省燃費効果が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
このようにすることで、内燃機関の廃熱エネルギーを効率的に回収することにより、内燃機関の省燃費化を図ることができる車両用廃熱回収システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態が適用された、廃熱回収システムの概略構成図を示す。
【図２】本実施形態におけるサーモスタットにおける冷却液流路で、（Ａ）は内燃機関暖機運転の場合、（Ｂ）はラジエータの冷却を必要としない場合、（Ｃ）はラジエータの冷却を必要とする場合を示す。
【図３】本実施形態におけるサーモスタットの開弁開始温度と全開温度一覧表を示す。
【図４】本実施形態におけるサーモスタットの開弁速度の説明図を示す。
【図５】本実施形態におけるサーモスタット開閉弁作動による冷却液の流れフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１８】
図１は本発明の実施形態が用いられた車両用廃熱回収システムの概略構成図を示す。
車両用廃熱回収システム１０は、図示されない車両に搭載された内燃機関１と、内燃機関１を冷却する冷却液Ｒを冷却するラジエータ６と、冷却液Ｒを熱源として熱エネルギーを回収する廃熱回収装置９と、内燃機関１、ラジエータ６及び廃熱回収装置９を連結して冷却液Ｒを循環させる冷却液流通路６１と、内燃機関１の上部に装着され、冷却液流通路６１の一部を構成する第１サーモスタット２と、廃熱回収装置９の熱交換器である第１熱交換器９１とラジエータ６とを連結する冷却液流通路６１を構成する配管中に介装された第２サーモスタット３と、第１サーモスタット２と第１熱交換器９１とを連結する冷却液流通路６１を構成する配管中に介装され、内燃機関１の排ガスで冷却液Ｒを加熱する熱交換器である第２熱交換器７と、内燃機関１の下部に装着され、冷却液流通路６１内の冷却液Ｒを循環させるウォータポンプ５とで構成されている。
【００１９】
内燃機関１は、本体ブロック１ａとヘッド部１ｂとで構成されている。内燃機関１の内部には、内燃機関１を冷却するための冷却液Ｒが流通する冷却液流通路６１の一部を構成する冷却ギャラリー１ｃが形成されている。
第１サーモスタット２は、ヘッド部１ｂのラジエータ６側上部外周に一部が露出した状態で且つ、冷却ギャラリー１ｃの一部を構成するように取付けられている。
【００２０】
冷却液流通路６１は、内燃機関１の冷却ギャラリー１ｃと、第１サーモスタット２と、第１サーモスタット２と第２熱交換器７とを連結する第１配管６ａと、第２熱交換器７と、第２熱交換器７と第１熱交換器９１とを連結する第２配管６ｂと、第１熱交換器９１と、第１熱交換器９１と第２サーモスタット３とを連結する第３配管６ｃと、第２サーモスタット３と、第２サーモスタット３とラジエータ６とを連結する第４配管６ｄと、ラジエータ６と、ラジエータ６とウォータポンプ５を連結する第５配管６ｅと、第２サーモスタット３とウォータポンプ５とを連結する第６配管６ｆと、ウォータポンプ５とで冷却液の循環回路を構成している。
【００２１】
尚、本実施形態では、第１サーモスタット２の第１開弁開始温度を第２サーモスタット３の第２温度である開弁開始温度より高くしてある。詳細は後述する。
一方、第２サーモスタット３の第２開弁開始温度は内燃機関１の最適温度又は少し低くしてある。
最適温度とは、内燃機関１の燃焼室内における燃料の燃焼効率が最も良い時の内燃機関温度となる冷却水温度とする。
これは、第１サーモスタット２の第１開弁開始温度を高くする理由は、第１熱交換器９１での熱回収効率を向上させるものである。
また、第２サーモスタット３の第２開弁開始温度は内燃機関１の最適温度又は少し低くする理由は、第１サーモスタット２の第２開弁開始温度を高くしているため、第１熱交換器９１で冷却液Ｒの温度の降下量が少なかった場合に、冷却液Ｒの温度が最適温度より高くなるのを防止するものである。
一般に、冷却液Ｒは水にエチレングリコールを加えたものが使用されている。
【００２２】
第１サーモスタット２は、図２に模式図で示すように、内燃機関１の上部に位置するヘッド部１ｂのラジエータ６側端部に外部から直接着脱可能に取り付けられている。
第１サーモスタット２は、複数の入出口を備えた第１ハウジング２１と、冷却液Ｒの温度によって複数の入出口を開閉する第１開閉弁２２とを備えている。
【００２３】
第１ハウジング２１には、内燃機関１の冷却液ギャラリー１ｃに直結した第１冷却液流入口２ａと、ラジエータ６をバイパスするバイパス通路１ｄを介してウォータポンプ５に連結しているバイパス口２ｂと、冷却液流入口２ａからの冷却液Ｒを廃熱回収装置９側に流出させる流出口である廃熱回収口２ｃと、を備えている。
そして、廃熱回収口２ｃは内燃機関１の外方へ突出した円筒形状の連結部Ｓを備えている。
外方へ突出した廃熱回収口２ｃの円筒形状の連結部Ｓは、第２熱交換器７側へ冷却液Ｒを流通させるための冷却液流通路６１の一部を形成する第１配管６ａ（図１参照）を連結する際に、容易に連結できると共に、内燃機関１側の改修が不要になり、コスト上昇を抑制できる効果を有する。
【００２４】
第２サーモスタット３は、図２に模式図で示すように、廃熱回収装置９の第１熱交換器９１の冷却液流通路６１下流側に配置されている。
そして、第２サーモスタット３は、複数の入出口を備えた第２ハウジング３１と、冷却液Ｒの温度によって複数の入出口を開閉する第２開閉弁３２とを備えている。
第２ハウジング３１には、第１熱交換器９１からの冷却液Ｒが流入する第２冷却液流入口３ａと、ラジエータ６側に第４配管６ｄを介して連結しているラジエータ口３ｂと、ラジエータ６をバイパスして第６配管６ｆを介して連結するウォータポンプ口３ｃとを備えている。
【００２５】
尚、第１開閉弁２２及び第２開閉弁３２は、該開閉弁の内部に収納されている感温式のワックスが冷却液温度により膨張・収縮して各入出口を開閉させる複雑な構造となっている。
従って、本説明（図２）においては、発明の内容を理解しやすくするため、模式的に表示してある。
また、第２冷却液流入口３ａ、ラジエータ口３ｂ及びウォータポンプ口３ｃは第２ハウジング３１の外方へ突出した円筒形状の連結部Ｓを備えている。
これらの外方へ突出した円筒形状の連結部Ｓは各配管を連結して冷却液流通路６１を形成する際に容易に連結できる効果を有している。
【００２６】
ウォータポンプ３は内燃機関１の本体ブロック１ａのラジエータ６側下部に装着されている。
ウォータポンプ３は、内燃機関１の冷却ギャラリー１ｃに直結しており、第１サーモスタット２のバイパス口２ｂ、ラジエータ６及び第２サーモスタット３のウォータポンプ口３ｃから戻ってくる冷却液Ｒを内燃機関１の冷却ギャラリー１ｃに圧送する。
ウォータポンプ３は冷却液流通路６１内に冷却液Ｒを循環させて、内燃機関１を最適温度に保つ。
【００２７】
廃熱回収装置９は、内燃機関１の冷却液Ｒを熱媒体として、廃熱回収装置９の作動媒体を冷却液Ｒで高温・高圧の蒸気状態にする第１熱交換器９１と、高温・高圧の蒸気状態の作動媒体を膨張させて動力を取出す膨脹器９２と、膨張した作動媒体を冷却して、凝縮させるコンデンサ９３と、凝結された液体（作動媒体）を第１熱交換器９１に圧送するポンプ９４と、これらの各機器を連結して作動媒体を循環させる各作動媒体配管とで構成されている。
尚、コンデンサ９３とポンプ９４との間にコンデンサ９３で凝結された作動媒体の気液分離を促進させる気液分離器を配設してもよい。
この場合、作動媒体に混入し易い蒸気を確実に分離させることができ、第1熱交換器９１での熱交換効率を向上させることができる。
【００２８】
廃熱回収装置９は、第１サーモスタット２からの冷却液Ｒの熱によって、第１熱交換器９１にて廃熱回収装置９の作動媒体を高温高圧の蒸気に変換する。高温高圧に変換された作動媒体は第１廃熱回収管９ａを介して膨張器９２に導入される。作動媒体は膨張器９２において膨張することにより回転駆動力を出力する。膨張した作動媒体は第２廃熱回収管９ｂによってコンデンサ９３に導入される。作動媒体はコンデンサ９３によって冷却され、蒸気状の作動媒体を凝結させ液体状にする。液体状の作動媒体は第３廃熱回収管９ｃを介してポンプ９４に導入され、ポンプ９４は第４廃熱回収管９ｄを介して第１熱交換器９１に作動媒体を圧送して、作動媒体は再び高温高圧の蒸気に変換される。
【００２９】
図２は冷却液Ｒの温度に伴う各サーモスタットの動作を示したもので、（Ａ）は内燃機関の暖機状態時、（Ｂ）は暖機状態が終了したが、ラジエータでの冷却を必要としない状態時、（Ｃ）はラジエータでの冷却を必要とする場合を示している。
図２（Ａ）の場合、内燃機関１が始動した時は、内燃機関１全体が大気温状態（冷温状態）になっている。内燃機関１の燃焼室における燃料の燃焼効率を最適にするために、内燃機関１を最適温度まで昇温させ、維持する必要がある。
そのため、冷却液流通路６１内の冷却液Ｒの流路を変え、冷却液Ｒの昇温（暖気運転）を促進させる必要がある。
この場合、第１サーモスタット２は、第１開閉弁２２がバイパス口２ｂを開放、廃熱回収口２ｃを閉塞した状態に維持されている。
従って、冷却液Ｒは廃熱回収装置９の第１熱交換器９１側には流れない。
内燃機関１が暖気運転時の場合、冷却液Ｒの流れは、ウォータポンプ５から圧送された冷却液Ｒが→冷却ギャラリー１ｃ→第１サーモスタット２の第１冷却液流入口２ａ→第１サーモスタット２のバイパス口２ｂ→バイパス通路１ｄ→ウォータポンプ５の順に循環する。
この状態では、冷却液Ｒは内燃機関１内を循環するだけなので、シリンダ内の燃焼熱によって加温された冷却液Ｒの熱が内燃機関１外部に放出されることが極力抑えられ、内燃機関１の昇温（暖機運転）が促進される。
【００３０】
図２（Ｂ）は、内燃機関１の暖気運転が完了し、第１サーモスタット２が開き、冷却液Ｒがラジエータ６の冷却を必要としない場合を示している。
第１サーモスタット２は、冷却液Ｒの昇温に伴い第１開閉弁２２がバイパス口２ｂを閉塞し、廃熱回収口２ｃを開放状態にする。冷却液Ｒは廃熱回収口２ｃから第２熱交換器７、及び第１熱交換器９１側に流れる。
この時、第２サーモスタット３における冷却液Ｒは、第２熱交換器７において排ガスにより加熱されるが、第１熱交換器９１の廃熱回収（熱交換作用）により温度が降下して、第２サーモスタット３を開弁する温度に達していない。
従って、第２サーモスタット３は、第２開閉弁３２がラジエータ口３ｂを閉塞、ウォータポンプ口３ｃが開放状態になっている。
【００３１】
冷却液流通路６１の冷却液Ｒは、ウォータポンプ５から圧送された冷却液Ｒが→冷却ギャラリー１ｃ→第１サーモスタット２の第１冷却液流入口２ａ→第１サーモスタット２の廃熱回収口２ｃ→第１廃熱配管６ａ→第２熱交換器７→第２配管６ｂ→第１熱交換器９１→第３配管６ｃ→第２サーモスタット３の第２冷却液流入口３ａ→第２サーモスタット３のウォータポンプ口３ｃ→ウォータポンプ５→冷却ギャラリー１ｃの順に流れるように構成されている。
また、内燃機関１の排気マニホールド１ｅからの排ガスが第１排気管８ａを介して排ガス浄化装置８に導入され浄化される。排ガス浄化装置８で浄化された排ガスは、第２排気管８ｂを介して第２熱交換器７に導入される。第２熱交換器７に導入された排ガスは冷却液Ｒを加熱する。排ガスで加熱された冷却液Ｒが廃熱回収装置９の第１熱交換器９１側に流れる構成になっている。
【００３２】
従って、冷却液Ｒは冷却ギャラリー１ｃと第２熱交換器７とによって加熱されるので、廃熱回収装置９側での熱エネルギー回収効率を向上させることができる。
また、この場合、ラジエータ６側に冷却液Ｒが流れないので、ラジエータ６が受ける熱負荷が低減され、ラジエータ６の耐久性が向上する。
【００３３】
図２（Ｃ）は、内燃機関１の運転負荷が大きくなり、廃熱回収装置９における熱エネルギー回収が行われるが、冷却液Ｒがラジエータ６の冷却を必要とする場合を示している。
第１サーモスタット２は、第１開閉弁２２がバイパス口２ｂを閉塞し、廃熱回収口２ｃを開放状態になり、冷却液Ｒは廃熱回収口２ｃから第１熱交換器９１側に流れる。
この時、第２サーモスタット３における冷却液Ｒは、第２熱交換器７において排ガスにより加熱され、第１熱交換器９１の廃熱回収（熱交換作用）により温度が降下するが、冷却液温度は第２サーモスタット３を開弁する温度になっている。
従って、第２サーモスタット３は、第２開閉弁３２がラジエータ口３ｂを開放、ウォータポンプ口３ｃを閉鎖状態に維持される。
【００３４】
冷却液流通路６１の冷却液Ｒは、ウォータポンプ５から圧送された冷却液Ｒが→冷却ギャラリー１ｃ→第１サーモスタット２の第１冷却液流入口２ａ→第１サーモスタット２の廃熱回収口２ｃ→第１廃熱配管６ａ→第２熱交換器７→第２配管６ｂ→第１熱交換器９１→第３配管６ｃ→第２サーモスタット３の第２冷却液流入口３ａ→第２サーモスタット３のラジエータ口３ｂ→ラジエータ６→第５配管６ｅ→ウォータポンプ５→冷却ギャラリー１ｃの順に流れるように構成されている。
【００３５】
内燃機関１が高負荷状態で運転され冷却液温度が高くなり、第１熱交換器９１での熱交換による冷却液温度の降下量だけでは、内燃機関１の最適温度が維持できなくなった場合、冷却液Ｒをラジエータ６側に流し、冷却液温度を下げて、内燃機関１を最適温度に維持するようになっている。
この場合、冷却液Ｒを第１熱交換器９１とラジエータ６とで冷却するので、ラジエータ６の冷却容量を小さくでき、ラジエータ６の重量及びコストの低減が可能となる。
【００３６】
また、本実施形態では既述のとおり、第１サーモスタット２の開弁開始温度Ｔ１を第２サーモスタット３の開弁開始温度Ｔ２より高くしてある。
廃熱回収装置９側へ流通させる冷却液温度は高いほど、廃熱回収装置９における熱エネルギーの回収量を多くするためである。
内燃機関１に与える第１サーモスタット２の第１開弁開始温度Ｔ１について検討した。
但し、第２サーモスタット３は従来の第２開弁開始温度Ｔ２で変更しないこととする。
【００３７】
図３において、弊社で使用している複数のサーモスタット２の開弁開始温度と全開温度を検討した一例である。
Ｔｙｐｅ１は従来の開弁開始温度Ｔｏが８３℃、全開温度Ｔｍが９８℃となっており、従来の開弁開始温度Ｔｏから全開温度Ｔｍまでの従来の温度差Ｔｍ−Ｔｏ＝１５℃となっている。
同様にＴｙｐｅ２は１４℃、Ｔｙｐｅ３は１４℃となっている。
そして、開弁開始温度Ｔｏをどの程度上げることができるかを検討した。
図４に示すように、開弁開始温度Ｔｏから全開温度Ｔｍまでの温度差を小さくすることは、従来の開閉弁のリフト勾配に対し、実施形態のリフト勾配が急になる。
従って、次の事項の検討内容が必要となる。
１．新開弁開始温度Ｔｎから全開温度Ｔｍまでの開弁速度が速くなることによる、開閉弁を支持している各部材に発生する応力上昇に伴う耐久性の劣化。
２．内燃機関１の冷却ギャラリー１ｃ内における、冷却液Ｒの温度上昇が発生し易い部分と、温度があまり上昇しない部分による、内燃機関１の冷却性能への影響。
３．車両が暖気運転時からすぐに、高負荷運転を実施した場合の、冷却液温度の急上昇に対する影響等である。
【００３８】
本実施形態では、各サーモスタットの開弁開始温度を一律５℃上げることを目的にして確認することにした。即ち、Ｔｙｐｅ１において改良温度差Ｔｍ−Ｔｎは１０℃、同様にＴｙｐｅ２は９℃、Ｔｙｐｅ３は９℃となった。
Ｔｙｐｅ１〜３の新開弁開始温度Ｔｎ（第１サーモスタット２）を夫々３、５、７℃（５±２℃）上げたサーモスタットにて試験を実施して、上記の検討内容に問題ないことを確認した。
【００３９】
新開弁開始温度Ｔｎの上げ幅を３℃の場合には、廃熱回収装置５における熱エネルギーの回収量が若干少なくなる傾向が表れたが、目標とする効果は得られた。
一方、新開弁開始温度Ｔｎの上げ幅を７℃にしたサンプルの一部に、内燃機関１の冷却ギャラリー１ｃ内の冷却液Ｒの温度上昇が発生し易い部分において、高負荷時に一時的に冷却液Ｒが所定値（社内評価基準値）より高くなった場合があったが、内燃機関の性能に影響ないものであった。
【００４０】
尚、開閉弁を支持している各部材に発生する応力上昇については、応力上昇は確認されたが、問題になるような値ではなかった。
以上の結果から、第１サーモスタットの新開弁開始温度Ｔｎは、第２サーモスタット３の開弁開始温度に対し５±１℃高くすることが最適範囲と判断した。このように、第１サーモスタット２の開弁開始温度を上昇させて廃熱回収装置９側へ流すようにすることで、廃熱回収装置９における熱エネルギー回収効率の向上を図ることができた。
【００４１】
第１及び第２サーモスタット２，３によって上述の冷却液Ｒの流路を切換える制御を図５に基づいて説明する。
ステップＳ１にてスタートする。即ち内燃機関１が始動される。
ステップＳ２において、冷却液温度により第１サーモスタット２の開閉状態が判断する。冷却液温度が低い場合、第１サーモスタット２は閉弁状態になっており、Ｎｏを選
択して、内燃機関１のバイバス通路１ｄを通過してウォータポンプ５に戻る。
ステップＳ２において、冷却液温度が高く、内燃機関１が最適温度になり、第１サーモスタット２が開弁すると、Ｙｅｓを選択してステップＳ３に進む。ステップＳ３において廃熱回収装置９が作動して、廃熱回収装置９の熱交換器９１によって冷却液Ｒは冷却される。
廃熱回収装置９によって得られた熱エネルギーは利用目的によって使用され、結果的には内燃機関１の負荷を低減して、省燃費化が図られる。
【００４２】
熱交換器９１での熱交換が終わると冷却液温度は低下する。ステップＳ４において、第１サーモスタット３の開閉状況を判断する。
即ち、熱交換器９１を通過した冷却液温度が第２サーモスタット３の第２開弁開始温度以上になっているか否か流路が分かれる。冷却液温度が開弁開始温度以下の場合、Ｎｏが選択され、第２サーモスタット３のウォータポンプ口３ｃが開放されておりウォータポンプ５に戻る。
ステップＳ４において、熱交換器９１を通過した冷却液温度が第２サーモスタット３の第２開弁開始温度以上の場合、即ち、冷却液温度が内燃機関１の最適温度を超えているとＹｅｓを選択してステップＳ５に進む。
【００４３】
第２サーモスタットのラジエータ口３ｂが開放、ウォータポンプ３ｃが閉塞され、冷却液Ｒはラジエータ６に流れる。
ステップＳ５において冷却液Ｒは内燃機関１が最適温度になるように冷却されて、冷却液ＲはステップＳ６のウォータポンプ５に流れる。
ステップＳ７で冷却液Ｒは、ステップＳ６のウォータポンプ５によって、内燃機関１の冷却ギャラリー１ｃ内に圧送される。
【００４４】
このように、第１と第２サーモスタット２，３の間に廃熱回収装置９を配置して、内燃機関１の暖機中は、冷却液を内燃機関内のバイパス側へ流し、内燃機関内を循環させて、早期に暖機する。
また、第１サーモスタット２が開弁すると冷却液全量が廃熱回収装置９側へ流れる構造としたので、廃熱回収装置における廃熱回収効率が向上する。
更に、第１サーモスタット２の第１開弁開始温度を第２サーモスタット３の第２開弁開始温度より±５℃高くしたので、廃熱回収装置９側へ流れる冷却液温度が高くなり、廃熱回収装置での廃熱回収効率が高くなる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
廃熱回収装置を備えた車両の省燃費化に利用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１        内燃機関
１ｃ      冷却ギャラリー
１ｄ      バイパス通路
２        第１サーモスタット
２ａ      第１冷却液流入口
２ｂ      バイパス口
２ｃ      廃熱回収口
３        第２サーモスタット
３ａ      第２冷却液流入口
３ｂ      ラジエータ口
３ｃ      ウォータポンプ口
５        ウォータポンプ
６        ラジュエータ
７        第２熱交換器（熱交換器）
８        排ガス浄化装置
９        廃熱回収装置
１０      車両用廃熱回収システム
６１      冷却液流通路
９１      第１熱交換器
９２      膨張器
９３      コンデンサ
９４      ポンプ      
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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