(57)【要約】【課題】排熱回収構造において、排熱回収による熱の再利用の効果を向上させる。【解決手段】排熱回収構造１は、車両のエンジン１１と、エンジン１１により発生する排気ガスの熱を回収する排熱回収器１３と、エンジン１１と排熱回収器１３との間で第１流体を輸送する第１輸送部１４と、を有し、第１輸送部１４は、振動したことに応じて熱を発生し、かつ発生した熱を第１流体に伝える熱発生部材を有する。また、第１輸送部１４は、エンジン１１の振動により振動する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンと、
前記エンジンにより発生する排気ガスの熱を回収する排熱回収器と、
前記エンジンと前記排熱回収器との間で第１流体を輸送する第１輸送部と、
を有し、
前記第１輸送部は、振動したことに応じて熱を発生し、かつ前記発生した熱を前記第１流体に伝える熱発生部材を有することを特徴とする、
排熱回収構造。
【請求項２】
前記第１輸送部は、前記エンジンの振動により振動することを特徴とする、
請求項１に記載の排熱回収構造。
【請求項３】
前記エンジンに流入させる第２流体を貯留する貯留部と、
前記エンジンと前記貯留部との間で前記第２流体を輸送する第２輸送部と、
を有し、
前記貯留部は、前記エンジンの振動によって振動したことに応じて熱を発生し、かつ前記発生した熱を前記第２流体に伝える熱発生部材を有することを特徴とする、
請求項１又は２に記載の排熱回収構造。
【請求項４】
前記エンジンと前記貯留部とを断続可能に接続する接続部と、
前記接続部を接続状態又は非接続状態のいずれかの状態に切り換えるように制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記エンジンが所定の温度以上になったときに、前記接続部を非接続状態にすることを特徴とする、
請求項３に記載の排熱回収構造。
【請求項５】
前記第１輸送部は、前記車両のフレームに弾性部材によって接続されてい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排熱回収構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の排熱回収構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、エンジンから排出する排気ガスの熱を回収して車両で再利用する排熱回収構造が設けられている。特許文献１には、エンジンの排気ガスの熱でエンジンに供給する冷却水を加熱することでエンジンを暖機する排熱回収システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１４８３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、エンジンと排熱回収器との間で流体を循環させる配管は、断熱されている場合があった。しかし、エンジンと排熱回収器との間で流体を循環させる配管が断熱されている場合でも、排熱回収器で加熱された流体が、エンジンに流入するまでに冷却されてしまい、排熱回収による熱の再利用が十分に行われていないという問題が生じていた。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、排熱回収による熱の再利用の効果を向上させる排熱回収構造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】
本発明の第１の態様においては、車両のエンジンと、前記エンジンにより発生する排気ガスの熱を回収する排熱回収器と、前記エンジンと前記排熱回収器との間で第１流体を輸送する第１輸送部と、を有し、前記第１輸送部は、振動したことに応じて熱を発生し、かつ前記発生した熱を前記第１流体に伝える熱発生部材を有することを特徴とする、排熱回収構造を提供する。
【０００７】
また、前記第１輸送部は、前記エンジンの振動により振動してもよい。また、前記エンジンに流入させる第２流体を貯留する貯留部と、前記エンジンと前記貯留部との間で前記第２流体を輸送する第２輸送部と、を有し、前記貯留部は、前記エンジンの振動によって振動したことに応じて熱を発生し、かつ前記発生した熱を前記第２流体に伝える熱発生部材を有していてもよい。
【０００８】
また、前記エンジンと前記貯留部とを断続可能に接続する接続部と、前記接続部を接続状態又は非接続状態のいずれかの状態に切り換えるように制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記エンジンが所定の温度以上になったときに、前記接続部を非接続状態にしてもよい。また、前記第１輸送部は、前記車両のフレームに弾性部材によって接続されていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、排熱回収構造において、排熱回収による熱の再利用の効果を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る排熱回収構造の構成を示す。
【図２】第１の実施形態に係る排熱回収構造が車両に設けられている状態を示す。
【図３】第２の実施形態に係る排熱回収構造の構成を示す。
【図４】第２の実施形態に係る排熱回収構造が車両に設けられている状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る排熱回収構造１の構成を示す図である。図２は、第１の実施形態に係る排熱回収構造１が車両に設けられている状態を示す図である。
車両は、排熱回収構造１、フレーム２、及びタイヤ３を有する。排熱回収構造１は、車両で発生する熱、特にエンジン１１から排出される排気ガスの熱を回収し、車両で再利用する構造である。
【００１２】
排熱回収構造１は、エンジン１１、排気管１２、排熱回収器１３、及び第１輸送部１４を有する。エンジン１１は、例えばディーゼルエンジンである。排気管１２は、エンジン１１から排出される排気ガスを通す管である。排気管１２の長手方向における端部は、エンジン１１に接続されており、排気管１２の長手方向におけるエンジン１１と接続されている側と反対側の端部は、例えば車両の外側に位置するように配置されている。
【００１３】
排熱回収器１３は、エンジン１１により発生する排気ガスの熱を回収する。排熱回収器１３は、例えば熱交換器である。排熱回収器１３によって回収された排気ガスの熱は、例えばエンジン１１を暖機するために用いられる。排熱回収器１３は、排気管１２の内側を流れる排気ガスの熱を第１輸送部１４の内側を流れる第１流体に与える機能を有する。排熱回収器１３で温められた第１流体は、エンジン１１に流入し、エンジン１１を暖機する。排熱回収器１３に流入した排気ガスは、排熱回収器１３の内側で第１流体に熱を与えることで冷却されて車両の外側に排出される。
【００１４】
第１輸送部１４は、エンジン１１と排熱回収器１３との間で第１流体を輸送する。第１流体は、例えば冷却水として利用されているＬＬＣ（Ｌｏｎｇ  Ｌｉｆｅ  Ｃｏｏｌａｎｔ）である。第１輸送部１４は管である。第１輸送部１４は、流入管１４１と流出管１４２とを有する。流入管１４１は、第１流体を排熱回収器１３からエンジン１１に流す管である。流出管１４２は、第１流体をエンジン１１から排熱回収器１３に流す管である。
【００１５】
エンジン１１から排熱回収器１３に向かって流出管１４２の内側を流れる第１流体は、排熱回収器１３で温められて、流入管１４１に流出する。そして、排熱回収器１３から流入管１４１に流入した第１流体は、エンジン１１に流入する。そして、第１流体は、エンジン１１に熱を与えてエンジン１１を暖機することで、冷却されて流出管１４２に流出する。このようにして第１流体は、エンジン１１、排熱回収器１３、及び第１輸送部１４の内側を流れて循環している。
【００１６】
第１輸送部１４は、振動したことに応じて熱を発生し、かつ発生した熱を第１流体に伝える熱発生部材を有する。第１輸送部１４は、例えば高減衰ゴムである。高減衰ゴムは、例えば天然ゴムと合成ゴムを混合したゴム高分子に、カーボンブラックや樹脂系材料を充填することで高い減衰性を有する。高減衰ゴムは、効率よく振動エネルギーを熱に変換する性質を有する。
【００１７】
図２に示すように、車両は、車両を構成するフレーム２を有する。フレーム２は、例えば、車両の前後方向において延伸するサイドメンバ２１、及び車両の車幅方向において延伸するクロスメンバ２２等を有する。そして、エンジン１１は、車両の前方においてクロスメンバ２２に設置されており、排熱回収器１３は、車両の後方においてクロスメンバ２２に設置されている。この場合、第１輸送部１４は、車両の前後方向において延伸している。第１輸送部１４の車両の前後方向における前方側の端部は、エンジン１１に接続されている。また、第１輸送部１４の車両の前後方向における後方側の端部は、排熱回収器１３に接続されている。
【００１８】
このように、例えば、エンジン１１と排熱回収器１３とが、車両の前後方向において離れて位置しているので、第１輸送部１４は車両の前後方向の距離と同程度の長さとなる。よって、第１輸送部１４は、例えば断熱している配管である場合でも、第１輸送部１４の内側を流れる第１流体は、エンジン１１と排熱回収器１３との間を流れる際に、冷却されてしまう。
【００１９】
第１輸送部１４は、車両の振動によって振動する。特に、第１輸送部１４は、エンジン１１と接続されているので、エンジン１１の振動によって振動する。上述したように第１輸送部１４は、振動したことに応じて熱を発生し、かつ発生した熱を第１流体に伝える熱発生部材を有する。よって、第１輸送部１４は、振動することによって熱を発生し、発生した熱を第１流体に伝えることで第１流体を加熱する。
【００２０】
この結果、排熱回収器１３から流出して流入管１４１の内側を流れる第１流体は、流入管１４１の内側で加熱されてエンジン１１に流入する。また、エンジン１１から流出して流出管１４２の内側を流れる第１流体は、流出管１４２の内側で加熱されて排熱回収器１３に流入する。第１輸送部１４の内側を流れる第１流体の温度は、熱発生部材を有していない第１輸送部１４の内側を流れる第１流体の温度に比べて、高くなる。
【００２１】
したがって、排熱回収構造１は、車両に発生する振動エネルギーを熱に変換して利用することで、車両の排熱回収による熱の再利用の効果が向上する。具体的には、例えば、排熱回収構造１は、エンジン１１と排熱回収器１３との間で循環する第１流体によってエンジン１１を所定の温度まで暖機するのに要する時間を短くすることができる。
【００２２】
なお、第１輸送部１４は、第１輸送部１４の前方側の端部がエンジン１１に固定されており、第１輸送部１４の後方側の端部が排熱回収器１３に固定されているとしたが、第１輸送部１４は、これ以外にも支持部材によって車両のフレーム２に接続されていてもよい。この場合、排熱回収構造１が有する支持部材の数が少ないほど、第１輸送部１４は、車両の振動エネルギーから第１流体を加熱するために利用される熱の量を増大させることができる。
【００２３】
また、当該支持部材は、例えば、ばね等の弾性部材であってもよい。当該支持部材が弾性部材であることにより、当該支持部材が例えば金属等の非弾性部材である場合に比べて、第１輸送部１４は振動し易くなる。また、第１輸送部１４の重量や当該支持部材の位置を調整することで、第１輸送部１４が共振するようにしてもよい。第１輸送部１４は、第１輸送部１４に入力される振動エネルギーが大きくなるほど、第１流体を加熱するために利用可能な熱の量を増大させることができる。
【００２４】
また、第１輸送部１４は、振動したことに応じて熱を発生し、かつ発生した熱を第１流体に伝える熱発生部材を有するとしたが、第１輸送部１４に当該熱発生部材をどのように設置するのかは任意である。例えば、第１輸送部１４の内側を流れる第１流体が当該熱発生部材と接しないようにするために、第１輸送部１４の外側が当該熱発生部材で覆われていたり、第１輸送部１４における内側面と外側面との間の中間層として当該熱発生部材が挿入されていてもよい。また、第１輸送部１４の外側が断熱材で覆われていてもよい。
【００２５】
また、排熱回収器１３で回収された熱は、エンジン１１の暖機に利用されるだけに限らず、例えば車両の室内の空気を加熱するヒーターに利用されてもよい。また、エンジン１１、排気管１２、排熱回収器１３、及び第１輸送部１４の車両への配置例として図２を示したが、各構成機器の車両への配置は任意である。
【００２６】
［第１の実施形態に係る排熱回収構造１による効果］
第１の実施形態に係る排熱回収構造１は、車両のエンジン１１と、エンジン１１により発生する排気ガスの熱を回収する排熱回収器１３と、エンジン１１と排熱回収器１３との間で第１流体を輸送する第１輸送部１４と、を有する。そして、第１輸送部１４は、振動したことに応じて熱を発生し、かつ発生した熱を第１流体に伝える熱発生部材を有する。
【００２７】
第１の実施形態に係る排熱回収構造１は、このように第１輸送部１４が、振動したことに応じて熱を発生し、かつ発生した熱を第１流体に伝える熱発生部材を有するので、車両に発生する振動を利用して、第１輸送部１４の内側を流れる第１流体を加熱することができる。この結果、排熱回収構造１は、新たにエネルギー源を作らずに、従来廃棄されていたエネルギーを再利用することで、排熱回収による熱の再利用の効果を向上させることができる。具体的には、例えば、排熱回収構造１は、エンジン１１と排熱回収器１３との間で循環する第１流体によってエンジン１１を所定の温度まで暖機するのに要する時間を短くすることができる。
【００２８】
＜第２の実施形態＞
図３は、第２の実施形態に係る排熱回収構造１ａの構成を示す図である。図４は、第２の実施形態に係る排熱回収構造１ａが車両に設けられている状態を示す図である。
第２の実施形態に係る排熱回収構造１ａは、第１の実施形態に係る排熱回収構造１と比べて、貯留部１５、第２輸送部１６、接続部１７、及び制御部１８を有する点で異なる。
【００２９】
貯留部１５は、エンジン１１に流入させる第２流体を貯留する。第２輸送部１６は、エンジン１１と貯留部１５との間で第２流体を輸送する管である。第２流体は、第１流体と同様に、例えば冷却水として利用されているＬＬＣである。図４に示すように、貯留部１５は、車両の前方において、エンジン１１の付近にエンジン１１と隣接してサイドメンバ２１又はクロスメンバ２２に設置されている。
【００３０】
第２輸送部１６は、流入管１６１と流出管１６２とを有する。流入管１６１は、貯留部１５からエンジン１１に第２流体を流す管である。流出管１６２は、エンジン１１から貯留部１５に第２流体を流す管である。貯留部１５は、第１輸送部１４と同様に、エンジン１１の振動によって振動したことに応じて熱を発生し、かつ発生した熱を第２流体に伝える熱発生部材を有する。
【００３１】
接続部１７は、エンジン１１と貯留部１５とを断続可能に接続する部分である。貯留部１５は、接続部１７を介してエンジン１１と接続されているので、貯留部１５は、エンジン１１の振動によって振動する。
【００３２】
制御部１８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有するマイクロコンピュータを備えた電子制御装置である。制御部１８は、接続部１７を接続状態又は非接続状態のいずれかの状態に切り換えるように制御する。接続部１７が接続状態の場合には、貯留部１５は、エンジン１１と接続されている。よって、エンジン１１の振動が接続部１７を介して貯留部１５に伝わることで、貯留部１５は、エンジン１１の振動によって振動する。また、接続部１７が非接続状態の場合には、貯留部１５は、エンジン１１と接続されていない。よって、エンジン１１の振動が接続部１７を介して貯留部１５に伝わらず、貯留部１５は、エンジン１１の振動によって振動しづらくなる。
【００３３】
接続部１７は、例えばソレノイドと当該ソレノイドに接続されている移動部材とを有する。そして、制御部１８は、エンジン１１と貯留部１５とを接続状態にする場合、当該ソレノイドが当該移動部材を当該移動部材の長手方向における一方の端部がエンジン１１と接し、当該移動部材の長手方向における他方の端部が貯留部１５に接する位置に移動させる。この場合、エンジン１１の振動は、当該移動部材を介して貯留部１５に伝わる。
【００３４】
そして、制御部１８は、エンジン１１と貯留部１５とを非接続状態にする場合、当該ソレノイドが当該移動部材の長手方向における少なくとも一方の端部がエンジン１１又は貯留部１５と接しない位置に移動させる。この場合、エンジン１１の振動は、当該移動部材を介して貯留部１５に伝わらない。
【００３５】
制御部１８は、エンジン１１が所定の温度以上になったときに、接続部１７を非接続状態にする。具体的には、制御部１８は、エンジン１１の温度を計測する温度計測部（不図示）で計測されるエンジン１１の温度が所定の温度以上になったときに、接続部１７を非接続状態にする。より具体的には、制御部１８は、エンジン１１が第１流体及び第２流体によって所定の温度以上に暖機されたときに、接続部１７を非接続状態にする。排熱回収構造１ａは、このような構成を有することで、例えばエンジン１１が所定の温度まで上昇し、暖機が不用になった場合、エンジン１１を加熱することを止めることができる。
【００３６】
第２の実施形態に係る排熱回収構造１ａは、エンジン１１の振動によって振動したことに応じて熱を発生し、かつ発生した熱を第２流体に伝える熱発生部材を有する貯留部１５を有する。よって、排熱回収構造１ａは、車両に発生する振動、特にエンジン１１の振動を第１輸送部１４及び貯留部１５で熱に変換することで、第１流体及び第２流体でエンジン１１を暖機するのに要する時間を短くすることができる。
【００３７】
なお、図３及び図４に示すように、第２輸送部１６のエンジン１１側の端部は、第１輸送部１４におけるエンジン１１と排熱回収器１３との間の位置で第１輸送部１４と接続されている。この場合、第２輸送部１６の第１輸送部１４との接続位置には、バルブが設けられており、バルブの切換によって流路を切り換えられるようにしてもよい。また、第１輸送部１４と第２輸送部１６とは、それぞれ独立した流路を形成していてもよい。
【００３８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３９】
１、１ａ・・・排熱回収構造
１１・・・エンジン
１２・・・排気管
１３・・・排熱回収器
１４・・・第１輸送部
１４１・・・流入管
１４２・・・流出管
１５・・・貯留部
１６・・・第２輸送部
１６１・・・流入管
１６２・・・流出管
１７・・・接続部
１８・・・制御部
２・・・フレーム
２１・・・サイドメンバ
２２・・・クロスメンバ
３・・・タイヤ
【図１】
2018184904.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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