(57)【要約】【課題】  既存の空調装置のヒータシステムにエンジン排気損失及び冷却損失熱量を活用し、ヒータ性能及び冷却水温の立ち上がり特性を向上させて、燃費を向上させる。【解決手段】  車両のエンジン冷却水回路１０，１６に設置される廃熱回収装置１は、エンジン排気とエンジン冷却水との間で熱交換する排気熱交換器２と、冷却水が流通する四方弁５とを具備する。四方弁５は、エンジン１１の冷却水出口に接続する第１の接続口Ｉと、エンジンの冷却水入り口に接続する第２の接続口ＩＩと、排気熱交換器の冷却水入り口に接続する第３の接続口ＩＩＩと、排気熱交換器の冷却水出口に接続する第４の接続口ＩＶとを具備する。排気熱交換器により回収された廃熱エネルギを蓄熱するための蓄熱タンク４と、冷却水を圧送するポンプ３とを更に具備して、これらにより高温水回路を形成する。【選択図】      図１
2006232006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両においてエンジン冷却水回路（１０，１６）に設置される廃熱回収装置（１）において、この廃熱回収装置（１）は、
エンジン排気とエンジン冷却水との間で熱交換する排気熱交換器（２）と、
前記冷却水が流通する四方弁（５）と、
を具備しており、
前記四方弁（５）は、
前記エンジン（１１）の冷却水出口に接続する第１の接続口（Ｉ）と、
前記エンジン（１１）の冷却水入り口に接続する第２の接続口（ＩＩ）と、
前記排気熱交換器（２）の冷却水入り口に接続する第３の接続口（ＩＩＩ）と、
前記排気熱交換器（２）の冷却水出口に接続する第４の接続口（ＩＶ）と、
を具備することを特徴とする廃熱回収装置。
【請求項２】
前記冷却水回路（１０，１６）に設置されて前記排気熱交換器（２）により回収された廃熱エネルギを蓄熱するための蓄熱タンク（４）と、
前記冷却水回路（１０，１６）に設置されて冷却水を圧送するポンプ（３）と、
を更に具備することを特徴とする請求項１に記載の廃熱回収装置。
【請求項３】
前記ポンプ（３）から前記蓄熱タンク（４）、前記四方弁（５）、前記排気熱交換器（２）の順で冷却水が循環した後に、前記ポンプ（３）に冷却水が環流する高温水回路（６）が形成されることを特徴とする請求項２に記載の廃熱回収装置。
【請求項４】
前記四方弁（５）の制御は、
前記四方弁（５）では、第４の接続口（ＩＶ）と第１の接続口（Ｉ）が流通し、第２の接続口（ＩＩ）と第３の接続口（ＩＩＩ）が流通して、前記蓄熱タンク（４）から放熱可能である、第１の状態と、
前記四方弁（５）では、第４の接続口（ＩＶ）と第３の接続口（ＩＩＩ）が流通し、第２の接続口（ＩＩ）と第１の接続口（Ｉ）は閉鎖されて、前記蓄熱タンク（４）に蓄熱可能である、第２の状態と、更に
前記四方弁（５）では、第４の接続口（ＩＶ）と第２の接続口（ＩＩ）が流通し、第１の接続口（Ｉ）と第３の接続口（ＩＩＩ）が流通して、前記蓄熱タンク（４）から放熱可能である、第３の状態と、
を具備しており、
前記四方弁（５）は、前記蓄熱タンク（４）の蓄熱状態に応じて、
車両始動前には、前記第１の状態に設定され、
車両始動後には、前記第２の状態に設定され、
走行中あるいは一旦停止時には、前記第２の状態又は前記第３の状態に設定され、
駐車時には、前記第２の状態に設定されるように制御される、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の廃熱回収装置。
【請求項５】
前記排気熱交換器（２）により冷却水に回収した廃熱を活用して発電するための熱電発電装置（５１）を更に具備することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の廃熱回収装置。
【請求項６】
車両においてエンジン冷却水回路（１０，１６）に設置される廃熱回収装置（５０）において、この廃熱回収装置（５０）は、
エンジン排気とエンジン冷却水との間で熱交換する排気熱交換器（２）と、
前記排気熱交換器（２）により冷却水に回収した廃熱を活用して発電するための熱電発電装置（５１）と、
を具備することを特徴とする廃熱回収装置。
【請求項７】
前記熱電発電装置（５１）は、
前記冷却水と冷媒との間で熱交換して前記冷媒を介して熱エネルギを回収するための水冷媒熱交換器（５２）を具備することを特徴とする請求項５又は６のいずれかに記載の廃熱回収装置。
【請求項８】
前記熱電発電装置（５１）は、
冷媒の流通する冷媒回路を具備しており、
前記冷媒回路には、前記水冷媒熱交換器（５２）が接続されると共に、
冷媒を圧送するためのヒートポンプ（５３）と、
冷媒により駆動されていて且つ発電機に連結する回転機（５４）と、
前記回転機を駆動した後の冷媒を収容するためのリザーバ（５５）と、
が更に具備されることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の廃熱回収装置。
【請求項９】
前記冷却水回路（１０，１６）には空調装置用のヒータ（１５）が接続しており、前記ヒータ（１５）は前記冷却水を熱源とすることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の廃熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用廃熱回収装置に係り、より特別には、車両におけるエンジンの排気及び冷却水から廃熱を回収して利用するための冷却水システム（装置）あるいは廃熱回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両においては、始動時にはエンジンが冷えていることから、暖機運転が必要であり、これは一般的に、冷却水をラジエータを通さずに循環することにより行なわれる。そして走行時等の通常運転時には、エンジンを冷却水により冷却し、その冷却水はラジエータにより外気と熱交換することにより冷却される。また冬季には、エアコンのヒータの熱源としてエンジン冷却水の廃熱を利用することが一般的に行われている。
【０００３】
近年、エネルギ問題、環境問題等から高効率の自動車に対する要望が高まっており、ハイブリッド車、燃料電池車が開発されている。この観点から、自動車の廃熱の一層の有効利用が検討されており、エンジンの排ガス及び冷却水はその主要な対象である。
また車両には、始動時から通常走行時、一旦停止時と様々な運転状態があることから、それぞれの運転状態におけるエネルギ効率の改善が検討されている。例えば、車両始動時におけるエンジンの暖機時間の短縮は、暖機待ちの状態をなくして運転者の気分を改善するだけではなく、エネルギ効率を改善すると共にエンジンの寿命にも好影響を与えるので、様々なメリットをもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、既存の空調装置のヒータシステム（装置）にエンジン排気損失及び冷却損失熱量を活用可能な冷却システム（装置）又は廃熱回収装置を提供することを目的とする。
【０００５】
これにより、ヒータ性能向上させ且つ冷却水温の立ち上がり特性を向上させて、燃費を向上させる廃熱回収システム（装置）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】
本発明の請求項１の形態では上述した目的を達成するために、車両においてエンジン冷却水回路（１０，１６）に設置される廃熱回収装置（１）は、エンジン排気とエンジン冷却水との間で熱交換する排気熱交換器（２）と、前記冷却水が流通する四方弁（５）とを具備する。前記四方弁（５）は、前記エンジン（１１）の冷却水出口に接続する第１の接続口（Ｉ）と、前記エンジン（１１）の冷却水入り口に接続する第２の接続口（ＩＩ）と、前記排気熱交換器（２）の冷却水入り口に接続する第３の接続口（ＩＩＩ）と、前記排気熱交換器（２）の冷却水出口に接続する第４の接続口（ＩＶ）とを具備することを特徴とする。
【０００７】
この様に構成することにより、エンジン排気の廃熱を有効に活用することが可能であり、例えば既存の空調装置のヒータシステムに適用すれば、ヒータ（暖房）性能を向上出来ると共に、エンジン冷却水水温の立ち上がり特性を向上することも可能である。
【０００８】
本発明の請求項２の形態では、上記請求項１の形態において、前記冷却水回路（１０，１６）に設置されて前記排気熱交換器（２）により回収された廃熱エネルギを蓄熱するための蓄熱タンク（４）と、前記冷却水回路（１０，１６）に設置されて冷却水を圧送するポンプ（３）とを更に具備することを特徴とする。
本形態によれば、本発明のより具体的な構成を開示する。
【０００９】
本発明の請求項３の形態では、上記請求項２の形態において、前記ポンプ（３）から前記蓄熱タンク（４）、前記四方弁（５）、前記排気熱交換器（２）の順で冷却水が循環した後に、前記ポンプ（３）に冷却水が環流する高温水回路（６）が形成されることを特徴とする。
本形態によれば、本発明の更により具体的な構成を開示しており、排気熱交換器により回収された熱エネルギがより効率的に蓄熱タンクに蓄熱可能であると共に、より効率的に蓄熱タンクより放熱可能である。高温水回路を新設して高温のエンジン排気の熱を利用し、高温水を創出することにより、アイドルストップ時等に高温の熱エネルギを蓄熱タンクに蓄熱出来るため、長時間のエンジンストップに対してもヒータ性能を確保できる。
【００１０】
本発明の請求項４の形態では、上記請求項１から３の形態のいずれか一項において、前記四方弁（５）の制御は、前記四方弁（５）では、第４の接続口（ＩＶ）と第１の接続口（Ｉ）が流通し、第２の接続口（ＩＩ）と第３の接続口（ＩＩＩ）が流通して、前記蓄熱タンク（４）から放熱可能である、第１の状態と、前記四方弁（５）では、第４の接続口（ＩＶ）と第３の接続口（ＩＩＩ）が流通し、第２の接続口（ＩＩ）と第１の接続口（Ｉ）は閉鎖されて、前記蓄熱タンク（４）に蓄熱可能である、第２の状態と、更に前記四方弁（５）では、第４の接続口（ＩＶ）と第２の接続口（ＩＩ）が流通し、第１の接続口（Ｉ）と第３の接続口（ＩＩＩ）が流通して、前記蓄熱タンク（４）から放熱可能である、第３の状態とを具備する。前記四方弁（５）は、前記蓄熱タンク（４）の蓄熱状態に応じて、車両始動前には、前記第１の状態に設定され、車両始動後には、前記第２の状態に設定され、走行中あるいは一旦停止時には、前記第２の状態又は前記第３の状態に設定され、駐車時には、前記第２の状態に設定されるように制御されることを特徴とする。
【００１１】
この様に構成することにより、四方弁を適切に制御することにより、車両の運転状態に応じて、蓄熱タンクからの放熱及びそれへの蓄熱が実施されるので、廃熱エネルギがより効率的に活用可能である。即ち、例えば、既存の空調装置のヒータシステムに排気損失及び冷却損失熱量を活用することによりヒータ（暖房）性能を向上すると共に、エンジン冷却水水温の立ち上がり特性を向上することが出来る。また主に、エンジン排気の廃熱を回収し利用すること及びエンジンの早期暖機により、エンジンの燃費を向上出来る。
【００１２】
本発明の請求項５の形態では、上記請求項１から４の形態のいずれか一項において、前記排気熱交換器（２）により冷却水に回収した廃熱を活用して発電するための熱電発電装置（５１）を更に具備することを特徴とする。
本形態によれば、熱電発電装置により、回収した廃熱を利用して発電するので、廃熱エネルギを種々の広範な用途に使用出来る。従って、より一層の燃費の改善が図れる。
【００１３】
また、本発明の請求項６の形態のでは、車両においてエンジン冷却水回路（１０，１６）に設置される廃熱回収装置（５０）は、エンジン排気とエンジン冷却水との間で熱交換する排気熱交換器（２）と、前記排気熱交換器（２）により冷却水に回収した廃熱を活用して発電するための熱電発電装置（５１）とを具備することを特徴とする。
本形態によれば、熱電発電装置により、回収した廃熱を利用して発電するので、廃熱エネルギを種々の広範な用途に使用出来る。更には、より一層の燃費の改善が図れる。
【００１４】
また、本発明の請求項７の形態では、上記請求項５又は６の形態のいずれかにおいて、前記熱電発電装置（５１）は、前記冷却水と冷媒との間で熱交換して前記冷媒を介して熱エネルギを回収するための水冷媒熱交換器（５２）を具備することを特徴とする。
本形態によれば、排気熱交換器により冷却水に回収した廃熱エネルギを、熱電発電装置に供給するための形態をより具体化する。
【００１５】
また、本発明の請求項８の形態では、上記請求項５から７の形態いずれか一項において、前記熱電発電装置（５１）は、冷媒の流通する冷媒回路を具備しており、前記冷媒回路には、前記水冷媒熱交換器（５２）が接続されると共に、冷媒を圧送するためのヒートポンプ（５３）と、冷媒により駆動されていて且つ発電機に連結する回転機（５４）と、前記回転機を駆動した後の冷媒を収容するためのリザーバ（５５）とが更に具備されることを特徴とする。
本形態によれば、熱電発電装置のより具体的な構成を開示する。
【００１６】
また、本発明の請求項９の形態では、上記請求項１から８の形態いずれか一項において、前記冷却水回路（１０，１６）には空調装置用のヒータ（１５）が接続しており、前記ヒータ（１５）は前記冷却水を熱源とすることを特徴とする。
本形態によれば、既存の空調装置のヒータシステムに排気損失及び冷却損失熱量を活用することにより、ヒータ（暖房）性能を向上すると共に、エンジン冷却水水温の立ち上がり特性を向上することが出来る。また主に、エンジン排気の廃熱を回収してヒータ熱源として活用すること及びエンジンの早期暖機により、エンジンの燃費を向上出来る。
【００１７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施の形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の第１の実施の形態の装置を詳細に説明する。図１から図３は、廃熱回収システム（装置）である本発明に係る車両用冷却システム（装置）の第１の実施の形態を図解的に示しており、図１は本発明の冷却水システム（装置）の概略的な構成を示す系統図であり、図２は図１のシステム（装置）の種々の運転状態における各構成機器の作動状態を示す表であり、図３は図１のシステム（装置）の種々の運転状態における本発明の四方弁の作動状態を示す表であり、図２の表に対応する。
【００１９】
まず図１を参照すると、車両においてエンジン１１の一般的なエンジン冷却水回路１０と、それに接続された本発明の第１の実施の形態の冷却水システム１とが図式的に示される。エンジン冷却水回路１０は、通常の構成であり、冷却水ポンプ１２と、ラジエータ１３と、温調弁１４とを具備する。更にエンジン冷却水回路１０は、空調装置のヒータ１５を具備するヒータ回路１６を含んでおり、ヒータ１５へ熱源である冷却水を供給する。エンジン冷却水回路１０において冷却水は、冷却水ポンプ１２からエンジン１１を通りエンジン１１を冷却し、その後ラジエータ１３において外気と熱交換して冷却され再び冷却水ポンプ１２により吸引される。始動時等エンジン１１がまだ冷えている場合には、温調弁１４の開度調節により冷却水はラジエータ１３をバイパスして冷却水ポンプ１２に戻る。図１に示されるように、エンジン冷却水回路１０は、エンジン１１通過後に、ヒータ１５を通るヒータ回路１６に分岐しており、エンジン１１を通過した冷却水の一部が空調装置のヒータ１５に供給されヒータ１５の熱源となる。
【００２０】
本発明の高温水回路（即ち、廃熱回収システム（装置）である冷却水システム（装置）１）６が、図に示すようにヒータ回路１６に接続される。本実施の形態において、高温水回路６は、高温水回路６において冷却水を循環させるポンプ３と、エンジン１１の排気管１７に接続されて排気から廃熱を回収するための排気熱交換器（Ｈ／Ｅ）２と、回収された廃熱を蓄積するための蓄熱タンク４と、四方弁５とを具備しており、四方弁５を介してヒータ回路１６に接続する。高温水回路６において、冷却水は、ポンプ３、蓄熱タンク４，四方弁５、排気熱交換器２の順で循環する。
【００２１】
四方弁５は高温水回路６及びヒータ回路１６を流れる冷却水の経路を、エンジン１１の運転状況に応じて切り替える。図１に示すように、四方弁５は４つの流路との接続口を有しており、それぞれヒータ回路１６のエンジン１１通過後の第１の接続口をＩ、ヒータ回路１６の冷却水ポンプ１２の吸い込み側への第２の接続口をＩＩ、高温水回路６の蓄熱タンク４との第３の接続口をＩＩＩ、高温水回路６の排気熱交換器２への第４の接続口をＶとする。
【００２２】
冷却水システム（装置）１に含まれる高温水回路６の典型的な作動について以下、図２及び３を参照して説明するが、この場合は、外気温の低い冬季における運転状況である。
先ず車両、即ちエンジン１１始動前（図２の（Ａ）及び３の（Ａ））においては、エンジン１１を暖機するために冷却水は予め廃熱が蓄えられた蓄熱タンク４の熱により加熱されてその後エンジン１１に供給されてエンジン１１を暖機する。従って、図２において、ポンプ３が運転され（ＯＮ）、冷却水は蓄熱タンク４を通り、四方弁５に第４の接続口ＩＶから流入し、第１の接続口Ｉから流出してヒータ回路１６に流入し、エンジン１１が低温のためバイパスと温調弁１４を介してエンジン１１に流入してエンジン１１を暖機した後、再度四方弁５に第２の接続口ＩＩから流入して第３の接続口ＩＩＩから流出し、排気熱交換器２を通りポンプ３に戻る。上記の始動前の四方弁５の状態を図３（Ａ）に示す。この際、排気熱交換器２は廃熱回収をしないのでオフ（ＯＦＦ）であり、蓄熱タンク４は廃熱を蓄熱せずに、蓄熱されていた熱エネルギを放熱する。
【００２３】
次に、エンジン１１が始動される（図２の（Ｂ）及び３の（Ｂ））と、冷却水ポンプ１２が運転されて冷却水はエンジン冷却水回路１０を循環する。冷却水システム１、即ち高温水回路６は廃熱を回収するために、排気熱交換器２及びポンプ３はオンであり、排気の廃熱は冷却水により回収される。始動時には当初冷却水の温度はまだ低いが、冷却水の温度が上昇するに従い廃熱を蓄熱タンク４に蓄熱する。この場合、蓄熱タンク４は蓄熱状態である。この場合の四方弁５の状態を図３（Ｂ）に示しており、第４の接続口ＩＶと第３の接続口ＩＩＩが流通し、第１の接続口Ｉと第２の接続口ＩＩは閉じられる。
【００２４】
その後エンジン１１は通常運転、即ち走行状態（図２の（Ｃ）及び３の（Ｃ））に入る。走行時において、運転状態は低負荷、中負荷、高負荷の３つの状態に分類できる。走行時には、蓄熱タンク４へ蓄熱する状態と、蓄熱タンク４が十分蓄熱されている場合に放熱が行われる状態が、蓄熱タンク４の蓄熱状態に応じて、例えば蓄熱タンク４の温度により適宜設定される。
蓄熱タンク４に蓄熱する状態では、システムは上記の始動時と同様の状態に設定される。即ち、高温水回路６において冷却水が循環して蓄熱が行われる状態である。この場合、ポンプ３及び排気熱交換器２はオンで、四方弁５は、第４の接続口ＩＶと第３の接続口ＩＩＩが流通し、第１の接続口Ｉと第２の接続口ＩＩは閉じられる。
【００２５】
蓄熱タンク４から放熱する状態では、高温水回路６からの冷却水がヒータ回路１６に供給されて、ヒータ１５の熱源として使用される。従って、蓄熱タンク４は冷却水の加熱源として作用する。この場合、ポンプ３及び排気熱交換器２はオンで、四方弁５は、第４の接続口ＩＶと第２の接続口ＩＩが流通し、第１の接続口Ｉと第３の接続口ＩＩＩが流通する。冷却水は四方弁５に、高温水回路１側の第４の接続口ＩＶから流入し、第２の接続口ＩＩから出てヒータ１５において空調用空気を加熱して、エンジン１１を通過し、第１の接続口Ｉで四方弁５に再度流入して第３の接続口ＩＩＩから高温水回路１に戻る。図２において高負荷時、排気熱交換器２がオン、オフを繰り返すようになっているが、これは蓄熱タンク４が過熱する可能性があるので、これを防止するため排気を排気熱交換器２のバイパスラインに流すことにより行われる。
【００２６】
その後、車両が一旦停止する一旦停止時が、図２の（Ｄ）及び３の（Ｄ）に示される。この場合は、エンジン１１は停止又はアイドリング状態にあり、高速走行後にエンジン停止するデッドソーク時、及びエンジンをアイドリングするホットソーク時を含む。この場合は、エンジン１１が停止すると、冷却水ポンプ１２及びラジエータ１３もオフになる場合がある。冷却水ポンプ１２が停止すると冷却水はエンジン冷却水回路１０を循環しないので、ポンプ３を運転して、エンジン冷却水回路１０及びヒータ回路１６内において冷却水を循環する必要がある。これにより、エンジン１１内での冷却水の過熱による沸騰を防止すると共に、ヒータ１５へ高温水回路１の冷却水を供給する。従って、四方弁５は図３の（Ｄ）に示すように、第４の接続口ＩＶと第２の接続口ＩＩが流通し、第１の接続口Ｉと第３の接続口ＩＩＩが流通する。
【００２７】
図２の（Ｅ）及び３の（Ｅ）に示す駐車時においては、エンジン１１、ラジエータ１３及び冷却水ポンプ１２は停止するが、当初エンジン１１がまだ高温の状態にあるので、ヒータ回路１６と高温水回路６を接続して、ポンプ３を運転して、冷却水をエンジン１１に供給し更に蓄熱タンク４へ循環させ、蓄熱タンク４に蓄熱する。その後エンジン１１の温度が低下するので、蓄熱出来なくなり且つ電力の消費を抑えるため、ポンプ３等は停止される。従って、四方弁５は図３の（Ｅ）に示すように、第４の接続口ＩＶと第２の接続口ＩＩが流通し第１の接続口Ｉと第３の接続口ＩＩＩが流通する状態に設定される。四方弁５はその後、第４の接続口ＩＶと第３の接続口ＩＩＩが流通し、第１の接続口Ｉと第２の接続口ＩＩが閉鎖される状態に設定されても良い。
【００２８】
図４は、本実施の形態において使用される排気熱交換器２の概要を示す立体図である。排気熱交換器２は、エンジン排気管１７の途中に挿入接続される。エンジン排気は、排気熱交換器２に排気入り口３５から流入し、熱交換部３１又はバイパス通路３２を通り、排気出口３６から流出する。熱交換部３１とバイパス通路３２は並列に配置されており、それらの下流に設置された排気流路切替弁３３により切り替えられる。排気から廃熱を回収する場合、排気流路切替弁３３は熱交換部３１を開に設定し、バイパス通路３２を閉に設定する（排気熱交換器２のオン状態）。高温水回路６の冷却水温度が高い場合は、排気がバイパス通路３２を通るように設定し、排気からの熱回収を停止する（排気熱交換器２のオフ状態）。熱交換部３１は、フィンアンドチューブタイプ等の既知のタイプの熱交換器の構造を有しても良い。排気流路切替弁３３は、バタフライタイプ等の既知のタイプの切替弁であって良い。本発明の具備する排気熱交換器２は上記のタイプの熱交換器に限定されず、既知のタイプの熱交換器であっても良い。
【００２９】
本実施の形態の冷却水システム（装置）（即ち、廃熱回収装置）１によるテスト結果を図５のグラフに示す。このテストは、１５００ｃｃのガソリンエンジン車において、外気温−２０℃で定常走行速度４０ｋｍ／ｈの条件で行われた。図５において、従来車の場合を点線で示し、本実施の形態の開発品の場合を実線で示す。図５のグラフは縦軸がヒータ１５入り口の冷却水温度であり、横軸は時間である。開発品の場合、従来車に比べて、ヒータ１５入り口温度が８０℃に達するのが約１６０秒早くなった。また、テスト開始（エンジン始動）から１０分後におけるヒータ入り口冷却水温度は開発品の場合が約１２℃高かった。このテストの結果として、開発品は、暖房性能で室温が＋４℃、燃費で約１から２％、従来車に比べて改善される結果が得られた。排気熱回収量は約１ｋｗであった。
【００３０】
図６に本発明の第２の実施の形態の冷却水システム（廃熱回収装置）５０の系統図を示す。図６を参照すると、図１に示される第１の実施の形態の要素部分と同じ又は同様である図６の要素部分は、同じ参照符号により指定されている。冷却水システム５０は、第１の実施の形態と同様な排気熱交換器２と、熱電発電システム（装置）５１とを具備する。本実施の形態においては、熱電発電システム５１は、ヒータ回路１６のヒータ１５に並列に配置される。排気熱交換器２は、冷却水回路において、ヒータ１５及び熱電発電システム５１の上流に設置されており、エンジン排気の廃熱により冷却水を加熱する。本実施の形態において、冷却水として沸点の高いＬＬＣ（長寿命冷媒：Long Life Coolant）が使用されることが好ましい。
【００３１】
加熱された冷却水は、水冷媒熱交換器５２に供給されて、水冷媒熱交換器５２においては、熱電発電システム５１を流通する冷媒（媒体）を加熱する。この様に、廃熱を熱電発電システム５１に封入された冷媒（媒体）に回収し、その冷媒（媒体）を蒸発させてタービン５４を駆動し、タービン５４に接続された発電機（図示されない）を駆動して発電する。熱電発電システム５１は、冷媒を圧縮（圧送）するための冷媒圧縮機等のヒートポンプ５３と、タービン５４通過後の冷媒を収容するためのリザーバ５５とを更に具備する。リザーバ５５は気体冷媒と液冷媒を分離するように構成されることが好ましい。本実施の形態では冷却水回路において、冷却水はエンジン１１の冷却水ポンプ１２により圧送される。排気熱交換器２は図６に示すように、ヒータ回路１６においてエンジン１１の冷却水出口側でヒータ１５の上流に配置される。冷却水システム５０は、第１の実施の形態と同様にポンプ３、蓄熱タンク４、四方弁５等の構成要素を更に具備しても良い。水冷媒熱交換器５２は、ヒータ１５に対して並列以外の配置で設置されても良い。
【００３２】
次に上記実施の形態の効果及び作用について説明する。
本発明の第１の実施の形態の冷却水システム（装置）（廃熱回収装置）１により以下の効果が期待できる。
・既存の空調装置のヒータシステムに排気損失及び冷却損失熱量を活用することにより、ヒータ（暖房）性能を向上すると共に、エンジン冷却水水温の立ち上がり特性を向上することが出来る。
・主に、エンジン排気の廃熱を回収すること及びエンジンの早期暖機により、エンジンの燃費を向上出来る。
・高温水回路を新設して高温のエンジン排気の熱を利用し、高温水を創出することにより、アイドルストップ時等に高温の熱エネルギを蓄熱タンクに蓄熱出来るため、長時間のエンジンストップにもヒータ性能を確保できる。
【００３３】
本発明の第２の実施の形態の冷却水システム（装置）（廃熱回収装置）５０により、上記の第１の実施の形態の効果に加えて以下の効果が期待できる。
・熱電発電システムにより、廃熱を回収して発電し、更に廃熱エネルギを種々の広範な用途に使用出来る。
・より一層の燃費の改善が図れる。
【００３４】
また、上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態において開示される本発明の廃熱回収装置の構成は、概要であって基本的に最小限の必要な構成要素を具備する。従って、性能の向上あるいは安全性の要求から、上記の実施例に弁、センサ等の種々の追加的構成要素、あるいは追加的制御が本発明に組み込まれても良い。
【００３５】
また、上記の実施の形態の熱電発電システム（装置）は、ランキンサイクルを利用して、発電するシステムであったが、本発明はこれに限定されず、既知の熱電発電システムが適用されても良い。
【００３６】
上記の実施の形態は本発明の例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、廃熱回収システム（装置）である本発明に係る車両用冷却システム（装置）の第１の実施の形態を図解的に示しており、本発明の冷却水システムの概略的な構成を示す系統図である。
【図２】図２は、図１のシステム（装置）の種々の運転状態における各構成機器の作動状態を示す表である。
【図３】図３は、図１のシステム（装置）の種々の運転状態における本発明の四方弁の作動状態を示す表であり、図２の表に対応する。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態において使用される排気熱交換器２の概要を示す立体図である。
【図５】図５は、本実施の形態の冷却水システム（装置）（即ち、廃熱回収装置）１によるテスト結果を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態の冷却水システム（廃熱回収装置）５０の系統図を示す。
【符号の説明】
【００３８】
１    冷却水システム（廃熱回収装置）
２    排気熱交換器
３    ポンプ
４    蓄熱タンク
５    四方弁
６    高温水回路
１０    エンジン冷却水回路
１１    エンジン
１２    冷却水ポンプ
１３    ラジエータ
１４    温調弁
１５    ヒータ
１６    ヒータ回路
１７    排気管
【図１】
2006232006.tif 000003
【図２】
2006232006.tif 000004
【図３】
2006232006.tif 000005
【図４】
2006232006.tif 000006
【図５】
2006232006.tif 000007
【図６】
2006232006.tif 000008