(57)【要約】【課題】蒸発器に貯められた冷媒の沸騰を可能な限り継続して廃熱回収効率を高めることのできる廃熱回収装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】廃熱回収装置は、内燃機関の排気との熱交換によって液相冷媒を蒸気化する蒸発器と、蒸発器を通過した気相冷媒を膨張させて熱エネルギを回収する膨張機と、膨張機を通過した気相冷媒を凝縮させて液相冷媒に戻す凝縮器と、凝縮器から送出された液相冷媒を蒸発器へと圧送するポンプと、ポンプの作動を制御することにより蒸発器に圧送される液相冷媒の量を調整する制御装置と、を備える。制御装置は、内燃機関の稼働中は、蒸発器に貯えられている液相冷媒の量が所定の低冷媒量以下となるまでポンプを停止状態とするように構成されている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気との熱交換によって液相冷媒を蒸気化する蒸発器と、前記蒸発器を通過した気相冷媒を膨張させて熱エネルギを回収する膨張機と、前記膨張機を通過した気相冷媒を凝縮させて液相冷媒に戻す凝縮器と、前記凝縮器から送出された液相冷媒を前記蒸発器へと供給する液相冷媒供給手段と、前記液相冷媒供給手段を制御することにより前記蒸発器に供給される液相冷媒の量を調整する制御装置と、を備える廃熱回収装置において、
前記制御装置は、
前記内燃機関の稼働中は、少なくとも前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の量が所定の低冷媒量以下となるまで前記液相冷媒供給手段による液相冷媒の供給を停止状態とするように構成されていることを特徴とする廃熱回収装置。
【請求項２】
前記液相冷媒供給手段は、前記凝縮器から送出された液相冷媒を前記蒸発器へと圧送するポンプであり、
前記制御装置は、前記ポンプの作動を停止することにより液相冷媒の供給を停止状態にするように構成されてい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】
前記制御装置は、前記内燃機関の稼働中且つ前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の量が前記低冷媒量以下となった後も前記停止状態を継続するように構成されてい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】
前記制御装置は、前記内燃機関の稼働中且つ前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の量が前記低冷媒量以下となった場合に、前記ポンプを作動するように構成されてい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５】
前記制御装置は、前記内燃機関の停止中且つ前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の温度が沸騰温度に達している場合には前記ポンプを作動し、前記内燃機関の停止中且つ前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の温度が前記沸騰温度に達していないときには前記ポンプを停止状態とするように構成されていることを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の廃熱回収装置。
【請求項６】
前記制御装置は、
前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の量を満量にするために必要な冷媒の量を目標冷媒量として算出し、
前記目標冷媒量を上限として、前記ポンプの作動を制御するように構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の廃熱回収装置。
【請求項７】
前記ポンプを通過した液相の冷媒と前記内燃機関を通過したエンジン冷却水との間で熱交換を行う熱回収器と、
前記熱回収器に前記エンジン冷却水を圧送する圧送装置と、を備え、
前記制御装置は、前記ポンプを作動する場合において、前記エンジン冷却水の温度が前記ポンプを通過した液相の冷媒の温度よりも高い場合に、前記圧送装置を動作させるように構成されていることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の廃熱回収装置。
【請求項８】
前記蒸発器は、
前記内燃機関の排気が流れる煙管と、
前記煙管の周囲に形成され、液相の冷媒が貯えられる冷媒通路と、を備え、
前記煙管の一端は固定端として構成され、前記煙管の他端には、前記煙管の熱膨張による管長の変化を吸収するための蛇腹管が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の廃熱回収装置。
【請求項９】
内燃機関の排気との熱交換によって液相の冷媒を蒸気化する蒸発器と、前記蒸発器を通過した気相の冷媒を膨張させて熱エネルギを回収する膨張機と、前記膨張機を通過した気相の冷媒を凝縮させて液相の冷媒に戻す凝縮器と、前記凝縮器から送出された液相の冷媒を前記蒸発器へと供給する液相冷媒供給手段と、を備え、前記液相冷媒供給手段を制御することにより前記蒸発器に供給される液相の冷媒の量を調整するように構成された廃熱回収装置の制御方法であって、
前記制御方法は、
前記内燃機関の稼働を受けて前記液相冷媒供給手段による液相冷媒の供給を停止状態とし、
前記内燃機関の稼働中は、前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の量が所定の低冷媒量以下となるまで前記停止状態を継続するように構成されていることを特徴とする廃熱回収装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃熱回収装置及びその制御方法に係り、特にランキンサイクルシステムにより内燃機関の廃熱を回収する廃熱回収装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ポンプ、ボイラ、膨張機及びコンデンサから構成されるランキンサイクル装置を備えた動力回収装置に関する技術が開示されている。ポンプは、冷媒をボイラ側に圧送する。ボイラは、ポンプが圧送した冷媒を、エンジンの排気管内を流通する排気ガスと熱交換させて加熱する。ボイラで加熱されることによって蒸気化した冷媒は、膨張機に流入する。膨張機は、ボイラで蒸気化した冷媒の膨張エネルギを動力として取り出して駆動軸を回転させる。
【０００３】
この動力回収装置では、エンジンの回転速度に応じてポンプによる冷媒の圧送量が制御される。具体的には、エンジンの回転速度が所定の回転速度を超えると、ポンプによる冷媒の圧送量が減少するようにポンプの回転速度が制御される。これにより、膨張機が過回転になることが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１９８３１号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０２６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１の技術では、膨張機の過回転を防止することを目的として、蒸発器に圧送される冷媒量を制御している。しかしながら、蒸発器への冷媒の供給は、蒸発器内の冷媒の温度にも影響を与える。すなわち、加熱中の蒸発器には沸騰している冷媒が貯められている。このため、沸騰温度に達していない冷媒が蒸発器へ頻繁に圧送されると、蒸発器内の冷媒温度が低下して沸騰が一時的に治まるおそれがある。この場合、蒸気化される気相の冷媒量が減少するため、ランキンサイクルの廃熱回収効率が低下してしまうという課題がある。
【０００６】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたもので、蒸発器に貯められた冷媒の沸騰を可能な限り継続して廃熱回収効率を高めることのできる廃熱回収装置及びその制御方法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】
【０００７】
上記目的を達成するため、第１の発明は、内燃機関の排気との熱交換によって液相冷媒を蒸気化する蒸発器と、前記蒸発器を通過した気相冷媒を膨張させて熱エネルギを回収する膨張機と、前記膨張機を通過した気相冷媒を凝縮させて液相冷媒に戻す凝縮器と、前記凝縮器から送出された液相冷媒を前記蒸発器へと供給する液相冷媒供給手段と、前記液相冷媒供給手段を制御することにより前記蒸発器に供給される液相冷媒の量を調整する制御装置と、を備える廃熱回収装置において、
前記制御装置は、
前記内燃機関の稼働中は、少なくとも前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の量が所定の低冷媒量以下となるまで前記液相冷媒供給手段による液相冷媒の供給を停止状態とするように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、
前記液相冷媒供給手段は、前記凝縮器から送出された液相冷媒を前記蒸発器へと圧送するポンプであり、
前記制御装置は、前記ポンプの作動を停止することにより液相冷媒の供給を停止状態にするように構成されていることを特徴としている。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、
前記制御装置は、前記内燃機関の稼働中且つ前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の量が前記低冷媒量以下となった後も前記停止状態を継続するように構成されていることを特徴としている。
【００１０】
第４の発明は、第２の発明において、
前記制御装置は、前記内燃機関の稼働中且つ前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の量が前記低冷媒量以下となった場合には、前記ポンプを作動するように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
第５の発明は、第２乃至第４の何れか１つの発明において、
前記制御装置は、前記内燃機関の停止中且つ前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の温度が沸騰温度に達している場合には前記ポンプを作動し、前記内燃機関の停止中且つ前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の温度が前記沸騰温度に達していないときには前記ポンプを停止状態とするように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
第６の発明は、第４又は第５の発明において、
前記制御装置は、
前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の量を満量にするために必要な冷媒の量を目標冷媒量として算出し、
前記目標冷媒量を上限として、前記ポンプの作動を制御するように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
第７の発明は、第２乃至第６の何れか１つの発明において、
前記ポンプを通過した液相の冷媒と前記内燃機関を通過したエンジン冷却水との間で熱交換を行う熱回収器と、
前記熱回収器に前記エンジン冷却水を圧送する圧送装置と、を備え、
前記制御装置は、前記ポンプを作動する場合において、前記エンジン冷却水の温度が前記ポンプを通過した液相の冷媒の温度よりも高い場合に、前記圧送装置を動作させるように構成されていることを特徴としている。
【００１４】
第８の発明は、第１乃至第７の何れか１つの発明において、
前記蒸発器は、
前記内燃機関の排気が流れる煙管と、
前記煙管の周囲に形成され、液相の冷媒が貯えられる冷媒通路と、を備え、
前記煙管の一端は固定端として構成され、前記煙管の他端には、前記煙管の熱膨張による管長の変化を吸収するための蛇腹管が設けられていることを特徴としている。
【００１５】
第９の発明は、内燃機関の排気との熱交換によって液相の冷媒を蒸気化する蒸発器と、前記蒸発器を通過した気相の冷媒を膨張させて熱エネルギを回収する膨張機と、前記膨張機を通過した気相の冷媒を凝縮させて液相の冷媒に戻す凝縮器と、前記凝縮器から送出された液相の冷媒を前記蒸発器へと供給する液相冷媒供給手段と、を備え、前記液相冷媒供給手段を制御することにより前記蒸発器に供給される液相の冷媒の量を調整するように構成された廃熱回収装置の制御方法であって、
前記制御方法は、
前記内燃機関の稼働を受けて前記液相冷媒供給手段による液相冷媒の供給を停止状態とし、
前記内燃機関の稼働中は、前記蒸発器に貯えられている液相冷媒の量が所定の低冷媒量以下となるまで前記停止状態を継続するように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
内燃機関の稼働中は、蒸発器に貯められている液相冷媒が内燃機関の排気との間の熱交換によって加熱されて沸騰する。第１又は第９の発明によれば、内燃機関の稼働中は、蒸発器に貯えられている液相冷媒が所定の低冷媒量以下となるまで、液相冷媒が蒸発器に供給されない。これにより、蒸発器に貯えられている液相の冷媒の沸騰が内燃機関の稼働中に治まることを抑制することができるので、廃熱回収効率を高めることができる。
【００１７】
第２の発明によれば、凝縮器から送出された液相冷媒を蒸発器へと圧送するポンプの作動を停止することにより、液相冷媒の供給を停止状態にすることが可能となる。
【００１８】
第３の発明によれば、内燃機関の稼働中において、蒸発器に貯えられている液相冷媒が所定の低冷媒量以下となった後も停止状態が継続される。これにより、蒸発器に貯えられている液相冷媒がなくなるまで冷媒の沸騰状態を継続することが可能となる。
【００１９】
第４の発明によれば、内燃機関の稼働中において、蒸発器に貯えられている液相冷媒が所定の低冷媒量以下となった場合には、液相冷媒が蒸発器に圧送される。これにより、蒸発器に貯えられている液相冷媒が低冷媒量となることによって起こり得る廃熱回収効率の低下を抑制することができる。
【００２０】
第５の発明によれば、内燃機関の停止中において、蒸発器に貯えられている液相冷媒の温度が沸騰温度に達しているときにはポンプが作動され、当該液相冷媒の温度が沸騰温度に達していないときにはポンプが停止状態とされる。これにより、蒸発器に貯えられている液相冷媒が沸騰していない状態からさらに温度が低下することを防ぐことができるので、次回の内燃機関の稼働後に冷媒が沸騰するまでに要する時間が長期化して廃熱回収効率が低下することを防ぐことができる。
【００２１】
第６の発明によれば、ポンプを作動する条件が成立している場合に、満量を上限として蒸発器に液相冷媒を圧送することが可能となる。
【００２２】
第７の発明によれば、蒸発器に圧送される液相冷媒をエンジン冷却水との熱交換によって加熱することができるので、より高い温度の液相冷媒を蒸発器に圧送することができる。これにより、蒸発器の液相冷媒が沸騰するまでの時間を短縮することができるので、廃熱回収効率を高めることができる。
【００２３】
第８の発明によれば、蒸発器は、煙管の熱膨張による管長の変化を吸収するための構造を備えている。これにより、蒸発器の耐熱性を高めることができるので、液相冷媒の量が減少して蒸発器が過剰に過熱されることによる不具合の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態１の廃熱回収装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１の廃熱回収装置が備える蒸発器の内部構成を示す図である。
【図３】エンジンの稼働中において冷媒循環回路を流れる冷媒の流れを説明するための図である。
【図４】エンジンの停止中において冷媒循環回路を流れる冷媒の流れを説明するための図である。
【図５】エンジンの稼働中におけるエンジン冷却水の流れを説明するための図である。
【図６】エンジンの停止中におけるエンジン冷却水の流れを説明するための図である。
【図７】実施の形態１の廃熱回収装置において実行されるエンジン冷却熱回収制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１の廃熱回収装置において実行される注水制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】廃熱回収装置を搭載した車両の走行時の各種状態量等を示すタイムチャートである。
【図１０】実施の形態２の廃熱回収装置において実行される注水制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態３の廃熱回収装置において実行される注水制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。
【００２６】
実施の形態１．
１−１．廃熱回収装置の構成
図１は、実施の形態１の廃熱回収装置１の構成を示す図である。廃熱回収装置１は、車両に搭載された内燃機関（以下、「エンジン」とも称する）２に組み込まれて構成される。車両は、エンジン２による動力と図示しないモータによる動力とを利用するハイブリッド車両である。なお、実施の形態１の廃熱回収装置１に適用可能な車両はハイブリッド車両に限らず、アイドルストップ機能を備えたアイドルストップ車両等、エンジン２の稼働及び停止が頻繁に行なわれることを前提とした種々の車両に適用することができる。
【００２７】
廃熱回収装置１は、複数の冷媒管３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７が環状に接続されてなる冷媒循環回路を備える。冷媒循環回路には、冷媒管３７から冷媒管３１へ液相冷媒を送り出す液相冷媒供給手段としてのポンプ２４が配置される。廃熱回収装置１は、エンジン２の排気通路４を流れる排気ガスと、冷媒循環回路を循環する冷媒との間で熱交換を行うことで、排気ガスが持つ廃熱を冷媒に移動させる。なお、冷媒は、常温では液体であり、エンジン２の熱により沸騰或いは蒸発して気相冷媒に変化するものであればよい。本実施の形態では、この冷媒は水とする。
【００２８】
排気通路４には、排気ガスの流れ方向の下流側から順に、熱交換器である蒸発器１０、排気浄化触媒１２、及び過熱器１４が取り付けられている。ポンプ２４の出口は冷媒管３１によってエンジン冷却熱回収器８に接続されている。エンジン冷却熱回収器８は、エンジン２を通過したエンジン冷却水と、冷媒循環回路を循環する冷媒との間で熱交換を行うことで、エンジン冷却水が持つ廃熱を冷媒に移動させるためのものである。エンジン冷却熱回収器８は冷媒管３２によって蒸発器１０に接続されている。蒸発器１０は冷媒管３３によって過熱器１４に接続されている。ポンプ２４から送り出された水は、エンジン冷却熱回収器８においてエンジン冷却水から熱を吸収し、高温の熱水になる。熱水は、蒸発器１０において高温の排気ガスから熱を吸収して沸騰或いは蒸発し、水蒸気になる。水蒸気は、過熱器１４においてさらに高温の排気ガスから熱を吸収し、過熱水蒸気になる。
【００２９】
過熱器１４は、冷媒管３４によってタービン１８に接続されている。タービン１８は、過熱器１４から送られた水蒸気を膨張させて仕事を取り出す膨張機として機能するものである。冷媒管３４とタービン１８との接続部には、タービンノズル１６が設けられている。水蒸気はタービンノズル１６からタービン１８に噴きつけられ、タービン１８を回転させる。タービン１８の回転は、図示しない減速機を介してエンジン２の出力軸に伝えられる。つまり、タービン１８で取り出された仕事は、エンジン２のアシストに用いられる。ただし、タービン１８により発電機を駆動し、発生した電気を蓄電池に蓄えるように構成することもできる。
【００３０】
タービン１８は、冷媒管３５によって凝縮器２０に接続されている。タービン１８で膨張した水蒸気は、凝縮器２０により冷却されて凝縮し、液相の水に戻される。鉛直方向において凝縮器２０よりも下方には、水を蓄えるキャッチタンク２２が配置されている。凝縮器２０は、冷媒管３６によってキャッチタンク２２に接続されている。凝縮器２０において水蒸気の凝縮により生じた水は、キャッチタンク２２に一時的に貯留される。キャッチタンク２２は、冷媒管３７によってポンプ２４の入り口に接続されている。キャッチタンク２２の水は、ポンプ２４によって再び蒸発器１０へ送り出される。なお、ポンプ２４は、ベーンポンプ等の容積型のポンプである。
【００３１】
廃熱回収装置１は、冷媒管３４に設けられたタービン制御弁４０を備える。また、廃熱回収装置１は、タービン１８をバイパスするバイパス回路と、バイパス回路に設けられたバイパス弁４１とを備える。バイパス回路は、冷媒管３４におけるタービン制御弁４０の上流側から分岐してバイパス弁４１に接続される冷媒管４２と、バイパス弁４１と冷媒管３５とを接続する冷媒管４３とにより構成される。タービン制御弁４０及びバイパス弁４１は、後述する制御装置７０からの信号によって動作する制御弁である。また、廃熱回収装置１は、冷媒管４３にバイパスノズル４４を備える。
【００３２】
廃熱回収装置１は、複数の流体管５１，５２，５３が環状に接続されてなるエンジン冷却水循環回路を備える。エンジン冷却水循環回路には、流体管５３から流体管５１へエンジン冷却水を送り出すエンジン冷却ポンプ６０が配置される。エンジン冷却ポンプ６０の出口は流体管５１によってエンジン２のエンジン冷却水導入口に接続されている。エンジン２のエンジン冷却水導出口は流体管５２によってラジエータ６１の導入口に接続されている。エンジン２から導出された高温のエンジン冷却水は、ラジエータ６１により冷却される。ラジエータ６１の導出口は、流体管５３によってエンジン冷却ポンプ６０の入口に接続されている。エンジン冷却ポンプ６０は、後述する制御装置７０からの信号によって動作する電動のポンプである。
【００３３】
なお、ラジエータ６１は、凝縮器２０に対して車両後方側に配置されている。このような配置によれば、走行風は先ず凝縮器２０に導入されて凝縮器の熱を吸収した後にラジエータ６１へ導入されるので、エンジン２を停止して走行している場合にラジエータ６１が過度に冷却されることが抑制される。
【００３４】
また、廃熱回収装置１は、ラジエータ６１をバイパスしてエンジン冷却水を循環させるラジエータバイパス回路を備える。ラジエータバイパス回路は、流体管５２から分岐してエンジン冷却熱回収器８に接続される流体管５４と、エンジン冷却熱回収器８と流体管５３とを接続する流体管５５とを含んで構成される。流体管５２と流体管５４との接続部には、三方弁６２が配置される。三方弁６２は、流体管５２を流れたエンジン冷却水の流通先を、流体管５３と流体管５４との間で切り換える弁であり、後述する制御装置７０からの信号によって動作する。
【００３５】
廃熱回収装置１は、冷媒循環回路及びエンジン冷却水循環回路の途中に複数のセンサが配置される。冷媒管３４には、タービンノズル１６の前圧力（以下、ノズル前圧力）Ｐを検出するための圧力センサ７１と、タービンノズル１６の前温度（以下、ノズル前温度）Ｔを検出するための温度センサ７２が配置される。また、冷媒管３７には、ポンプ２４の入口側の冷媒温度（以下、ポンプ入口水温）を検出する温度センサ７３が配置される。また、流体管５２には、エンジン２を通過したエンジン冷却水の温度（以下、エンジン出口水温）を検出する温度センサ７４が配置される。さらに、蒸発器１０には、内部に貯められている液相の水の温度を検出する温度センサ７５が配置される。さらに、冷媒管３５には、タービンノズル１６の後圧力（以下、ノズル後圧力）を検出するための圧力センサ７６と、タービンノズル１６の後温度を検出するための温度センサ７７が配置される。
【００３６】
廃熱回収装置１は制御装置７０を備える。制御装置７０は、廃熱回収装置１の全体を総合制御する制御装置である。制御装置７０は、少なくとも入出力インタフェースとメモリとＣＰＵとを備えている。入出力インタフェースは、廃熱回収装置１に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、廃熱回収装置１が備えるアクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられる。制御装置７０が信号を取り込むセンサには、上述した温度センサ７２，７３，７４，７５，７７や圧力センサ７１，７６が含まれる。制御装置７０が操作信号を出すアクチュエータには、上述したポンプ２４、エンジン冷却ポンプ６０、タービン制御弁４０、バイパス弁４１、三方弁６２が含まれる。メモリには、廃熱回収装置１を制御するための各種の制御プログラム、マップ等が記憶されている。ＣＰＵは、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて操作信号を生成する。なお、制御装置７０に接続されるアクチュエータやセンサは図中に示す以外にも多数存在するが、本明細書においてはその説明は省略する。
【００３７】
１−２．蒸発器の構成
蒸発器１０に貯められていた冷媒の大部分が気相冷媒に相転移すると、蒸発器１０は冷媒の沸点以上の温度まで過熱されてしまう。実施の形態１の廃熱回収装置１では、このような空焚きにも耐え得るような蒸発器１０を採用している。図２は、実施の形態１の廃熱回収装置１が備える蒸発器１０の内部構成を示す図である。この図に示すように、蒸発器１０は、筒状のハウジング１０１と、排気ガスが流れる煙管１０２と、冷媒が貯められる冷媒通路１０３と、蛇腹管１０４とを備える。煙管１０２は、ハウジング１０１内に並列に配置された複数の管により構成され、排気通路４から流れる排気ガスがその管内を通過するように構成されている。ハウジング１０１の内部における煙管１０２の周囲の空間は冷媒通路１０３として構成されている。冷媒通路１０３には、冷媒管３２から圧送された水が貯められる。
【００３８】
煙管１０２の一端１０５は、ハウジング１０１に固定された固定端になっている。煙管１０２の他端１０６は、蛇腹管１０４を介してハウジング１０１に固定される。蛇腹管１０４は、煙管１０２の熱膨張による管長の変化に応じて、煙管１０２の長手方向に伸縮自在に構成されている。なお、蒸発器１０は、ステンレス等の耐熱性の高い材料により構成される。実施の形態１の廃熱回収装置１では、上記のように構成された蒸発器１０を備えることにより、蒸発器１０が空焚きされる状況を想定した後述の制御を実現している。
【００３９】
１−３．廃熱回収装置１の廃熱回収制御
次に、廃熱回収装置１にて行われる廃熱回収制御について説明する。図３は、エンジンの稼働中において冷媒循環回路を流れる冷媒の流れを説明するための図である。なお、図３において、冷媒が流れている経路は太実線で表され、冷媒が流れていない経路は太破線で表されている。
【００４０】
実施の形態１の廃熱回収装置１は、ランキンサイクルを利用して、エンジン２の稼働中の廃熱をタービン１８の回転エネルギとして回収する。廃熱回収装置１の廃熱回収制御は、エンジン２の稼働中にタービン制御弁４０を開くことにより行なわれる。蒸発器１０には液相冷媒としての水が貯められている。蒸発器１０は、エンジン２の排気ガスがもつ廃熱を受け取って水を沸騰させる。水が沸騰すると、その一部が気相冷媒（水蒸気）に変化する。蒸発器１０において発生した水蒸気は、冷媒管３３を経由して過熱器１４へ導入される。
【００４１】
ここで、水が沸騰した状態の蒸発器１０に新たな水が注水されると、沸騰が一時的に治まり水蒸気へ相転移する量が減少してしまう。そこで、実施の形態１の廃熱回収装置１で行われる廃熱回収制御では、エンジン２が稼働している間は、蒸発器１０への注水が禁止されるように、ポンプ２４が停止状態に制御される。このような制御によれば、エンジンの稼働中において蒸発器１０に貯められている水の沸騰を極力継続することができるので、廃熱回収効率が低下することを防ぐことが可能となる。
【００４２】
蒸発器１０にて相転移した水蒸気は、過熱器１４を通過する過程でエンジン２の排気熱を更に受け取ることにより、より高温高圧の過熱水蒸気へと変化する。タービン制御弁４０が開かれた状態では、過熱器１４を通過した過熱水蒸気が、冷媒管３４を経由してタービン１８へ導入される。タービン１８では、導入された過熱水蒸気がタービンノズル１６によって減圧されて膨張した後タービン翼へと噴きつけられる。これにより、過熱水蒸気の熱エネルギがタービン１８の回転運動として取り出される。タービン１８を通過した低圧の水蒸気は冷媒管３５を経由して凝縮器２０へと導入される。なお、圧力センサ７１によって検出される過熱水蒸気の圧力が過剰に高圧になった場合には、バイパス弁４１が開かれる。これにより、冷媒管３４の過熱水蒸気がタービン１８をバイパスしてバイパスノズル４４で減圧された後、凝縮器２０へと逃される。凝縮器２０へ導入された水蒸気は冷却されて水へと変化し、冷媒管３６を経由してキャッチタンク２２へと一時的に貯留される。このような廃熱回収動作が継続して行なわれることにより、エンジン２の廃熱が継続して回収される。
【００４３】
１−４．蒸発器１０への注水制御
実施の形態１の廃熱回収装置１では、蒸発器１０への注水が禁止されていないエンジン２の停止中に注水を許可することとし、キャッチタンク２２に貯留された水を蒸発器１０へと供給する注水制御が実行される。図４は、エンジンの停止中において冷媒循環回路を流れる冷媒の流れを説明するための図である。なお、図４において、冷媒が流れている経路は太実線で表され、冷媒が流れていない経路は太破線で表されている。
【００４４】
注水制御は、ポンプ２４の作動を制御することにより行う。ポンプ２４は、回転速度に応じた量の水を、冷媒管３７の側から冷媒管３１の側へと圧送する。図４に示すように、エンジン２の停止中にポンプ２４が作動されると、キャッチタンク２２に貯留されていた水が冷媒管３７，３１を経由してエンジン冷却熱回収器８に圧送される。エンジン冷却熱回収器８では、エンジン冷却水との熱交換によって水を加熱するエンジン冷却熱回収制御が行われる。エンジン冷却熱回収制御については詳細を後述する。加熱後の高温の水は、冷媒管３２を経由して蒸発器１０へと注水される。
【００４５】
なお、エンジン２の停止中は、タービン制御弁４０を閉じておくことが望ましい。これにより、過熱器１４の過熱水蒸気の圧力が低下することを抑制することができるので、次回のエンジン２の稼働時における廃熱回収動作の応答性を高めることができる。但し、エンジン２の停止中にタービン制御弁４０を閉じた状態が長時間継続されると、過熱器１４の圧力が耐久性等の観点から定められた上限圧力まで上昇することがある。そこで、過熱器１４の圧力が上限圧力に到達した場合には、バイパス弁４１を開くことが望ましい。これにより、過熱器１４の圧力を有効に逃して装置の信頼性を高めることができる。
【００４６】
１−５．エンジン冷却熱回収器によるエンジン冷却熱回収制御
次に、エンジン冷却熱回収器８にて行われるエンジン冷却熱回収制御について説明する。三方弁６２及びエンジン冷却ポンプ６０は、蒸発器１０にエンジン冷却水を圧送する圧送装置として機能するものである。実施の形態１の廃熱回収装置１は、蒸発器１０に圧送される高温のエンジン冷却水の熱を利用して蒸発器１０に注水される水をエンジン冷却水の熱で加熱するとともに、エンジン２の停止中にエンジン冷却水が沸騰することを防止する。
【００４７】
図５は、エンジン２の稼働中におけるエンジン冷却水の流れを説明するための図である。また、図６は、エンジン２の停止中におけるエンジン冷却水の流れを説明するための図である。なお、図５および図６において、エンジン冷却水が流れている経路は太実線で表され、冷媒が流れていない経路は太破線で表されている。以下、図５及び図６を適宜参照しながら、実施の形態１の廃熱回収装置にて実行されるエンジン冷却熱回収制御の具体的処理について説明する。
【００４８】
図７は、実施の形態１の廃熱回収装置１において実行されるエンジン冷却熱回収制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図７に示す制御ルーチンは、制御装置７０によって所定の制御周期毎に繰り返し実行される。図７に示す制御ルーチンでは、先ずエンジン２が停止中か否かが判定される（ステップＳ１２）。その結果、エンジン２が稼働中であると判定された場合には、次のステップへと移行して、三方弁６２の連通先がラジエータ６１の側の流体管５２に切り替えられる（ステップＳ１４）。これにより、図５に示すように、エンジン２から流体管５２、三方弁６２、流体管５２、ラジエータ６１、流体管５３、エンジン冷却ポンプ６０、流体管５１へと続いてエンジン２へと戻るエンジン冷却水循環回路が形成される。
【００４９】
次に、ポンプ２４の通常運転が実行される（ステップＳ１６）。ここでは、具体的には、温度センサ７４によって検出されるエンジン出口水温に応じてポンプ２４の作動が制御される。これにより、エンジン２の稼働中にエンジン本体から持ち出された廃熱は、エンジン冷却水によってラジエータ６１に運ばれて外部空気との熱交換によって放熱される。
【００５０】
一方、上記ステップＳ１２において、エンジン２が停止中であると判定された場合には、次のステップへと移行して、温度センサ７４によって検出されるエンジン出口水温が温度センサ７３によって検出されるポンプ入口水温よりも高いか否かが判定される（ステップＳ１８）。その結果、エンジン出口水温＞ポンプ入口水温の成立が認められない場合には、エンジン冷却水との熱交換によってエンジン冷却熱回収器８を通過する水を加熱することができないと判断されて、再度ステップＳ１２の処理に戻る。
【００５１】
一方、上記ステップＳ１８の処理において、エンジン出口水温＞ポンプ入口水温の成立が認められた場合には、エンジン冷却水との熱交換によってエンジン冷却熱回収器８を通過する水を加熱することが可能であり、また、エンジン冷却水が沸騰するおそれがあると判断される。この場合、次のステップへと移行して、三方弁６２の連通先がエンジン冷却熱回収器８の側の流体管５４に切り替えられる（ステップＳ２０）。これにより、図６に示すように、エンジン２から流体管５２、三方弁６２、流体管５４、エンジン冷却熱回収器８、流体管５５、流体管５３、エンジン冷却ポンプ６０、流体管５１へと続いてエンジン２へと戻る循環回路が形成される。
【００５２】
次に、エンジン冷却ポンプ６０が作動される（ステップＳ２２）。これにより、エンジン２の停止中にエンジン本体から持ち出された廃熱は、エンジン冷却水によってエンジン冷却熱回収器８に運ばれる。エンジン２の停止中には、ポンプ２４が作動されることによって、冷媒である水がエンジン冷却熱回収器８を経由して蒸発器１０に運ばれる。エンジン冷却熱回収器８では、エンジン冷却水の廃熱が水へ移動する。吸熱によって温度が上昇した水は、冷媒管３２を経由して蒸発器１０へと注水される。また、放熱によって温度の低下したエンジン冷却水は、流体管５５、流体管５３及び流体管５１を通ってエンジン２の本体に戻される。ステップＳ２２の処理が実行されると、再びステップＳ１２の処理に戻る。
【００５３】
このようなエンジン冷却熱回収制御によれば、エンジン２の停止中にエンジン冷却水が沸騰することを防ぐことができる。また、エンジン冷却水の廃熱は冷媒である水に移動するため、廃熱回収効率をさらに高めることが可能となる。
【００５４】
なお、エンジン２の稼働中にはエンジン冷却熱回収器８の側に少量のエンジン冷却水を流す構成でもよい。このような制御は、例えば、エンジン２の稼働中において、三方弁６２を間欠的にエンジン冷却熱回収器８の側に切り換える制御や、開度調整が可能な制御弁を用いてラジエータ６１側の開度とエンジン冷却熱回収器８の側の開度を調整する制御等によって実現することができる。これにより、エンジン２の稼働中にエンジン冷却熱回収器８の温度が大幅に低下することを防ぐことができるので、エンジン２の停止中の廃熱回収効率を高めることが可能となる。
【００５５】
１−６．廃熱回収装置において実行される具体的処理
次に、実施の形態１の廃熱回収装置１にて実行される注水制御の具体的処理について説明する。図８は、実施の形態１の廃熱回収装置１において実行される注水制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図８に示す制御ルーチンは、制御装置７０によって所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００５６】
図８に示す制御ルーチンでは、先ずエンジン２が停止中か否かが判定される（ステップＳ２）。その結果、エンジン２が稼働中であると判定された場合には、蒸発器１０への注水が禁止されていると判断されて、後述するステップＳ８へと移行する。一方、エンジン２が停止中であると判定された場合には、蒸発器１０への注水が許可されていると判断されて、次のステップへと移行し、ポンプ２４が作動されるとともにポンプを作動してからの積算時間（以下、ポンプ作動時間）が算出される（ステップＳ４）。
【００５７】
次に、上記ステップＳ４において算出されたポンプ作動時間が目標作動時間に達したか否かが判定される（ステップＳ６）。目標作動時間は、前回の制御ルーチンのステップＳ１０において算出された次回目標注水量の注水を行うために要するポンプ２４の作動時間である。その結果、ポンプ作動時間が目標作動時間に達していない場合には、再びステップＳ２の処理に戻る。
【００５８】
一方、上記ステップＳ６においてポンプ作動時間が目標作動時間に達した場合には、目標注水量の注水が完了したと判断されて、次のステップへと移行し、ポンプ２４の作動が停止されるとともに、作動が停止されるまでのポンプ作動時間（以下、停止時間）が記憶される（ステップＳ８）。
【００５９】
ステップＳ８の処理が実行されると、次回の注水時の目標注水量（目標冷媒量）が算出される（ステップＳ１０）。ここでは、先ず、次式（１）を用いて今回の制御ルーチンでの注水残量が算出される。なお、次式（１）のポンプ作動注水量は、今回の制御ルーチンにおいて注水された水の量であり、ポンプ２４の回転速度から算出される単位時間当たりの注水量に上記ステップＳ８において記憶された停止時間を乗じることにより算出することができる。なお、圧力センサ７１において検出されるノズル前圧力と圧力センサ７６によって検出されるノズル後圧力との圧力差は、ポンプ２４の前後の圧力差に相当する。そこで、当該圧力差とポンプ２４の前から後へ漏れる漏水量との関係を予めマップ等に記憶しておき、検出された圧力差に対応する漏水量を特定してポンプ作動注水量を補正することが好ましい。
注水残量＝目標注水量−ポンプ注水量      ・・・（１）
【００６０】
次に、次式（２）を用いて蒸発器１０に貯められている水の現在量が算出される。なお、次式（２）において、満水量は蒸発器１０に貯留可能な最大水量を示している。また、
であり、現在量は蒸発器１０に貯められている水の現在量である。
現在量＝満水量−（タービンノズル蒸気通過量Ｑ−注水残量）  ・・・（２）
【００６１】
また、上式（２）のタービンノズル蒸気通過量Ｑは、ノズル前圧力Ｐとノズル前温度Ｔを用いた次式（３）を用いて算出することができる。なお、次式（３）において、Ａはノズルの開口面積を、Ｒは蒸気気体定数を、κは蒸気の比熱比を、それぞれ示している。そして、次式（４）を用いて次回の注水時の目標注水量が算出される。上記ステップＳ１０の処理が実行されると、本制御ルーチンは終了される。
【００６２】
【数１】
2018155192.tif 000003
【００６３】
１−７．注水制御の具体例
次に、図９を参照して、実施の形態１の廃熱回収装置１を搭載した車両を実際に走行させた場合に行なわれる注水制御の一例を説明する。図９は、廃熱回収装置を搭載した車両の走行時の各種状態量等を示すタイムチャートである。このチャートに示す時間ｔ０からｔ１の期間はエンジン２が停止中であるため、冷媒である水の蒸発器１０への注水が許可されている。このため、このチャートに示す例では、時間ｔ０から蒸発器１０への注水が行なわれている。冷媒の注水が許可されている期間に蒸発器１０に貯められた冷媒が満水量になると、ポンプ２４は停止される。なお、蒸発器１０に注水が行なわれて水の沸騰が一時的に治まると、水の蒸発のための潜熱の利用がなくなるため、エンジン２の停止中の排気温度の低下が抑制される効果もある。
【００６４】
時間ｔ１においてエンジン２が稼働されると、排気温度の上昇を受けてランキンサイクルによって廃熱の回収が行われる。また、時間ｔ１からエンジン２が停止される時間ｔ２までの期間は、注水が禁止されるので、ポンプ２４は停止状態で維持される。
【００６５】
時間ｔ２において再びエンジン２が停止されると、再び注水が許可される。蒸発器１０に貯められている水が満量に達していない場合には、この期間に再度ポンプ２４が作動される。以下同様に、エンジン２が稼働する時間ｔ３から時間ｔ４までの期間は注水が禁止され、エンジンが停止する時間ｔ４から時間ｔ５までの期間は注水が許可され、そして、時間ｔ５において再びエンジン２が稼働されると、再び注水が許可される。
【００６６】
このように、実施の形態１の廃熱回収装置１によれば、エンジン２の稼働中は蒸発器１０への注水は行なわず、エンジン２が停止している期間を利用して注水が行なわれる。これにより、エンジン２の稼働中の蒸発器１０の沸騰を継続して廃熱回収効率を高めることが可能となる。
【００６７】
ところで、上述した実施の形態１の廃熱回収装置１では、蛇腹管１０４を備える蒸発器１０を用いることとしたが、使用可能な蒸発器１０の構成はこれに限られない。すなわち、蒸発器１０に導入される排気ガスの温度（例えば４００℃）に耐え得るのであれば、他の公知な構造を採用したものでもよい。なお、実施の形態１の廃熱回収装置１では、蒸発器１０に貯められている水の量を検出或いは推定していない。このため、エンジン２の稼働中は、蒸発器１０内の実際の水の量が所定の低冷媒量以下（例えばゼロ）になったとしても、蒸発器１０への注水は行なわれない。上述の蒸発器１０の構成は、このような蒸発器１０の空焚きの状況を想定した構成であり、これにより、蒸発器１０の長期信頼性を確保することが可能となる。
【００６８】
上述した実施の形態１の廃熱回収装置１では、過熱器１４を備えることとしたが、この構成は必須ではない。
【００６９】
また、上述した実施の形態１の廃熱回収装置１では、エンジン冷却水との熱交換を行うエンジン冷却熱回収器８を備えることとしたが、この構成は必須ではない。また、エンジン冷却熱回収器８の構成は、エンジン２の廃熱を利用する熱回収器として、例えば排気ガスとの熱交換を行う熱回収器を採用してもよい。
【００７０】
また、上述した実施の形態１の廃熱回収装置１では、ポンプ２４を停止状態に制御することによって蒸発器１０への注水を停止する構成とした。しかしながら、蒸発器１０への注水を停止するための手段はこれに限られない。例えば、冷媒管３１から分岐してキャッチタンク２２へと接続されるバイパス管と、冷媒管３１と当該バイパス管との分岐部に設けられた切替弁とをさらに備える廃熱回収装置１において、ポンプ２４を作動させた状態で切替弁をバイパス管の側が開かれるように制御することとしてもよい。このような制御によれば、ポンプ２４を作動させた状態で蒸発器１０への注水を停止することも可能となる。
【００７１】
実施の形態２．
次に、実施の形態２の廃熱回収装置について説明する。実施の形態２の廃熱回収装置１は、図１に示すハードウェア構成を用いて、制御装置７０に後述する図１０に示す制御ルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００７２】
２−１．実施の形態２の廃熱回収装置の特徴
上述した実施の形態１の廃熱回収装置１では、エンジン２の稼働中の注水制御を一律に禁止してポンプ２４を停止状態とすることとした。しかしながら、実施の形態１の注水制御では、エンジン２の稼働が長時間継続された場合に、蒸発器１０に貯められていた水がなくなることが想定される。
【００７３】
そこで、実施の形態２の廃熱回収装置１では、エンジン２の稼働中において蒸発器１０に貯められた水が全て蒸気化した場合に注水制御を実行する制御に特徴を有している。以下、フローチャートに従って、実施の形態２で実行される注水制御の具体的処理について説明する。
【００７４】
２−２．廃熱回収装置において実行される具体的処理
図１０は、実施の形態１の廃熱回収装置１において実行される注水制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図１０に示す制御ルーチンは、制御装置７０によって所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００７５】
図１０に示す制御ルーチンのステップＳ２からＳ１０では、基本的に上述した図８の制御ルーチンにおけるステップＳ２からＳ１０の処理と同様の処理が行なわれる。但し、図１０に示す制御ルーチンでは、ステップＳ２の処理の結果、エンジン２が稼働中であると判定された場合には、別のステップへと移行して、蒸発器１０にて相転移した蒸気量の今回の制御ルーチンでの積算値（以下、蒸気積算量）が算出される（ステップＳ２６）。ここでは具体的には、上記（３）式を用いてタービンノズル蒸気通過量Ｑが算出される。そして、今回の制御ルーチンにおいて算出されたタービンノズル蒸気通過量Ｑを積算することにより蒸気積算量が算出される。
【００７６】
次に、蒸気積算量が前回の制御ルーチンにおいて算出された現在量よりも大きいか否かが判定される（ステップＳ２８）。その結果、現在量＜蒸気積算量の成立が認められた場合には、蒸発器１０に貯められていた水の全量が蒸気に相転移したと判断することができる。この場合には、ステップＳ４に移行して蒸発器１０への注水が行なわれる。一方、上記ステップＳ２８において、現在量＜蒸気積算量の成立が認められない場合には、蒸発器１０に残水があると判断することができる。この場合には、ステップＳ８に移行してポンプ２４が停止状態とされる。
【００７７】
このように、実施の形態２の廃熱回収装置１では、蒸発器１０に貯められていた水がエンジン２の稼働中になくなった場合に注水が行なわれる。これにより、次のエンジン２の停止を待たずに注水を行うことができるので、廃熱回収の効率を高めることができる。また、蒸発器１０が空焚きされることを防ぐこともできるので、蒸発器１０を熱から保護することが可能となる。また、実施の形態２の廃熱回収装置１では、エンジン２の稼働中は蒸発器１０に貯えられている水がなくなるまで注水が行なわれない。これにより、蒸発器１０の水の沸騰状態を継続して水を使い切ることができるので、途中で注水されて沸騰が治まる場合と比較して廃熱回収効率を高めることが可能となる。
【００７８】
ところで、上述した実施の形態２の廃熱回収装置１では、蒸発器１０に貯められていた水の全量がエンジン２の稼働中に蒸気の相転移した場合に注水を行う制御としたが、注水を行う時期は上記のタイミングに限られない。すなわち、蒸発器１０に貯められていた水が減少すると、水と熱交換器の接触面積が減少するため熱交換能力が低下する。そこで、熱交換器が露出して熱交換能力が著しく低下する冷媒量を低冷媒量として予め設定しておき、蒸発器１０に貯められていた水量が低冷媒量まで減少した場合に注水を行うこととしてもよい。このような制御は、例えば上記図１０に示す制御ルーチンのステップＳ２６において、現在量−低冷媒量＜蒸気積算量の成立を判定すればよい。これにより、廃熱回収効率が低下した場合に逸早く効率を高めることが可能となる。
【００７９】
実施の形態３．
次に、実施の形態３の廃熱回収装置について説明する。実施の形態３の廃熱回収装置１は、図１に示すハードウェア構成を用いて、制御装置７０に後述する図１１に示す制御ルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００８０】
３−１．実施の形態３の廃熱回収装置の特徴
上述した実施の形態１の廃熱回収装置１では、エンジン２が停止中か否かによって注水の実行可否を判定することとした。しかしながら、エンジン２の運転条件によっては、排気ガスから得られる熱エネルギが小さいために蒸発器１０に貯められた水の温度が沸点に到達しない状況も考えられる。この場合、蒸発器１０への注水が行なわれると、蒸発器１０に貯められた水の温度がさらに低下して沸騰するまでに要する時間が長期化してしまう。このような状況は、例えば、エンジン２の短時間運転が繰り返された場合、エンジン２の低負荷運転が長時間継続された場合等に想定される。
【００８１】
そこで、実施の形態３の廃熱回収装置１では、蒸発器１０に貯められている水の温度が沸騰温度に達していない場合に、注水制御の実行を禁止する制御に特徴を有している。以下、フローチャートに従って、実施の形態３で実行される注水制御の具体的処理について説明する。
【００８２】
３−２．廃熱回収装置において実行される具体的処理
図１１は、実施の形態３の廃熱回収装置１において実行される注水制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図１１に示す制御ルーチンは、制御装置７０によって所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
【００８３】
図１１に示す制御ルーチンでは、先ず注水が許可されているか否かが判定される（ステップＳ３０）。ここでは、具体的には、蒸発器１０に設けられた温度センサ７５によって検出される水温が沸騰温度（例えば１００℃）以上か否かが判定される。その結果、水温≧沸騰温度の成立が認められない場合には、再沸騰までに要する時間が注水によって長期化すると判断されて、本制御ルーチンは終了される。一方、蒸気ステップＳ３０において、水温≧沸騰温度の成立が認められた場合には、蒸発器１０内の水が既に沸騰状態にあるため、注水によって再沸騰までに要する時間が過度に長期化することはないと判断される。この場合、次のステップＳ２以降の処理へと移行して、図１０に示す制御ルーチンにおける処理と同様の処理が行なわれる。
【００８４】
このように、実施の形態３の廃熱回収装置１では、蒸発器１０に貯められている水が沸騰温度に達していない場合の注水が禁止される。これにより、蒸発器１０に貯められた水が再沸騰するのに要する時間が過度に長期化することを防いで廃熱回収効率を高めることができる。
【００８５】
ところで、上述した実施の形態３の廃熱回収装置１では、蒸発器１０に貯められた水の温度が沸騰温度以上か否かによって注水可否を判定する構成とした。ただし、沸騰温度は圧力によって変化する値であるため、蒸発器１０の内部の圧力を検出して沸騰温度を補正することとしてもよい。これにより、蒸発器１０に貯められた水が沸騰しているか否かを正確に判定することが可能となる。
【００８６】
また、上述した実施の形態３の廃熱回収装置１では、温度センサ７５を用いて蒸発器１０に貯められた水の温度が沸騰温度以上か否かを判定することとした。しかしながら、蒸発器１０に貯められている水の温度状態を判断する方法は上記に限られない。すなわち、例えば、蒸発器１０の前後の温度差と吸入空気量を検出すれば、蒸発器１０において水が受熱した熱量を推定することができる。そこで、当該熱量を指標として蒸発器１０に貯められた水の温度状態を推定することとしてもよい。また、排気浄化触媒１２の活性状態を指標として蒸発器１０に貯められた水の温度状態を推定することとしてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１  廃熱回収装置
２  エンジン（内燃機関）
４  排気通路
８  エンジン冷却熱回収器
１０  蒸発器
１２  排気浄化触媒
１４  過熱器
１６  タービンノズル
１８  タービン
２０  凝縮器
２２  キャッチタンク
２４  ポンプ
３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，４２，４３  冷媒管
４０  タービン制御弁
４１  バイパス弁
４４  バイパスノズル
５１  流体管
５１，５２，５３，５４，５５  流体管
６０  エンジン冷却ポンプ
６１  ラジエータ
６２  三方弁
７０  制御装置
７１，７６  圧力センサ
７２，７３，７４，７５，７７  温度センサ
１０１  ハウジング
１０２  煙管
１０２  煙管
１０３  冷媒通路
１０４  蛇腹管
１０５  一端
１０６  他端
【図１】
2018155192.tif 000004
【図２】
2018155192.tif 000005
【図３】
2018155192.tif 000006
【図４】
2018155192.tif 000007
【図５】
2018155192.tif 000008
【図６】
2018155192.tif 000009
【図７】
2018155192.tif 000010
【図８】
2018155192.tif 000011
【図９】
2018155192.tif 000012
【図１０】
2018155192.tif 000013
【図１１】
2018155192.tif 000014