(57)【要約】【課題】熱回収効率を向上可能な熱エネルギー回収システムを提供すること。【解決手段】熱エネルギー回収システムであって、エンジン（１０）と、過給機（２０）と、エアクーラ（３０）と、冷却器（４０）と、第１循環流路（５０）と、第２循環流路（６０）と、第１熱交換部（７１）と、第２熱交換部（７２）と、膨張機（７３）と、動力回収機（７４）と、第２温度が第１温度よりも大きいときは、第２熱交換部（７２）と膨張機（７３）との間の部位を流れる作動媒体の過熱度が所定範囲となるように第１熱交換部（７１）への作動媒体の流入量を調整するとともに、第２温度が第１温度以下であるときは、第２熱交換部（７２）における熱交換を停止させるとともに、第１熱交換部（７１）と第２熱交換部（７２）との間の部位を流れる作動媒体の過熱度が所定範囲となるように第１熱交換部（７１）への作動媒体の流入量を調整する制御部（９０）と、を備えること。【選択図】図１
2019007379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱エネルギー回収システムであって、
エンジンと、
前記エンジンから排出された排ガスにより駆動されるタービン及び前記タービンに接続されており前記エンジンに供給するための過給空気を吐出するコンプレッサーを有する過給機と、
前記エンジンに供給される過給空気を冷却するエアクーラと、
前記エンジン及び前記過給空気を冷却する冷却水を貯留するとともに当該冷却水を冷却する冷却器と、
前記冷却器と前記エンジンとの間で前記冷却水を循環させる第１循環流路と、
前記冷却器と前記エアクーラとの間で前記冷却水を循環させる第２循環流路と、
前記第１循環流路のうち前記エンジンと前記冷却器との間の部位に設けられており、前記エンジンを冷却した後の冷却水と作動媒体とを熱交換させることによって当該作動媒体を加熱する第１熱交換部と、
前記第２循環流路のうち前記エアクーラと前記冷却器との間の部位に設けられており、前記エアクーラから流出した冷却水と前記第１熱交換部から流出した作動媒体とを熱交換させることによって当該作動媒体を加熱する第２熱交換部と、
前記第２熱交換部から流出した作動媒体を膨張させる膨張機と、
前記膨張機に接続された動力回収機と、
前記膨張機から流出した作動媒体を凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器から流出した作動媒体を前記第１熱交換部に送るポンプと、
前記第１熱交換部、前記第２熱交換部、前記膨張機、前記凝縮器及び前記ポンプをこの順に接続する作動媒体循環流路と、
前記第２循環流路のうち前記エアクーラと前記第２熱交換部との間の部位を流れる冷却水の温度である第２温度が前記第１循環流路のうち前記エンジンと前記第１熱交換部との間の部位を流れる冷却水の温度である第１温度よりも大きいときは、前記第２熱交換部における前記冷却水と前記作動媒体との熱交換を維持させつつ、前記作動媒体循環流路のうち前記第２熱交換部と前記膨張機との間の部位を流れる作動媒体の過熱度が所定範囲となるように前記第１熱交換部への前記作動媒体の流入量を調整するとともに、前記第２温度が前記第１温度以下であるときは、前記第２熱交換部における前記冷却水と前記作動媒体との熱交換を停止させるとともに、前記作動媒体循環流路のうち前記第１熱交換部と前記第２熱交換部との間の部位を流れる作動媒体の過熱度が前記所定範囲となるように前記第１熱交換部への前記作動媒体の流入量を調整する制御部と、を備える、熱エネルギー回収システム。
【請求項２】
請求項１に記載の熱エネルギー回収システムにおいて、
前記第２熱交換部をバイパスするように前記第２循環流路に接続されたバイパス流路と、
前記エアクーラから流出した冷却水が前記第２熱交換部にのみ流入する定常状態と前記エアクーラから流出した冷却水が前記バイパス流路にのみ流入するバイパス状態とを切り替え可能な切替部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記第２温度が前記第１温度よりも大きいときは前記切替部を前記定常状態とし、前記第２温度が前記第１温度以下であるときは前記切替部を前記バイパス状態とする、熱エネルギー回収システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱エネルギー回収システムにおいて、
前記制御部は、前記第２温度が前記第１温度以下であるときは、前記作動媒体循環流路のうち前記第１熱交換部と前記第２熱交換部との間を流れる作動媒体の過熱度が前記所定範囲となり、かつ、前記作動媒体循環流路のうち前記第２熱交換部と前記膨張機との間を流れる作動媒体の過熱度が前記所定範囲の上限値と前記所定範囲の下限値よりも低い値である限界値との間の範囲となるように前記第１熱交換部への前記作動媒体の流入量を調整する、熱エネルギー回収システム。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の熱エネルギー回収システムにおいて、
前記制御部は、前記第２温度が前記第１温度以下であるときは、前記作動媒体循環流路のうち前記第１熱交換部と前記第２熱交換部との間の部位を流れる作動媒体の過熱度が前記所定範囲の上限値と前記所定範囲の下限値よりも大きくかつ前記上限値よりも小さな値である基準値との間の範囲となるように前記第１熱交換部への前記作動媒体の流入量を調整する、熱エネルギー回収システム。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の熱エネルギー回収システムを搭載する船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱エネルギー回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、過給機及びエンジンを備える機関において、過給機からエンジンに供給される過給空気が有する熱とエンジン冷却後の冷却水が有する熱とを回収する熱エネルギー回収システムが知られている。例えば、特許文献１には、ディーゼルエンジンと、タービン及びコンプレッサーを有する過給機と、コンプレッサーから吐出された過給空気を冷却水で冷却する空気冷却器と、排熱回収部と、エンジンから流出した冷却水を排熱回収部に導く流路と、空気冷却器から流出した冷却水を排熱回収部に導く流路と、を備える排熱回収装置（熱エネルギー回収システム）が開示されている。
【０００３】
排熱回収部は、冷却水を介してエンジン及び過給空気の熱から電力を生成する。具体的に、排熱回収部は、エンジンから流出した冷却水及び空気冷却器から流出した冷却水によって作動媒体を蒸発させる蒸発器と、蒸発器から流出した作動媒体の膨張エネルギーにより駆動されるパワータービンと、パワータービンに接続された発電機と、パワータービンから流出した作動媒体を凝縮させる凝縮器と、凝縮器から流出した作動媒体を蒸発器に送る循環ポンプと、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１４２２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるような熱エネルギー回収システムでは、効率よく熱を回収することが困難である。具体的に、エンジンから流出した冷却水の温度は、それほど高くないため、蒸発器に供給可能な熱量が十分でなく、一方、空気冷却器から流出した冷却水の温度は、大きく変動するため、空気冷却器から流出した冷却水の温度がエンジンから流出した冷却水の温度よりも低くなる場合がある。この場合、発電機による発電量が低減したり、作動媒体が気液二相の状態で膨張機に流入したりするおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、熱回収効率を向上可能な熱エネルギー回収システム及びそれを搭載する船舶を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、本発明は、エンジンと、前記エンジンから排出された排ガスにより駆動されるタービン及び前記タービンに接続されており前記エンジンに供給するための過給空気を吐出するコンプレッサーを有する過給機と、前記エンジンに供給される過給空気を冷却するエアクーラと、前記エンジン及び前記過給空気を冷却する冷却水を貯留するとともに当該冷却水を冷却する冷却器と、前記冷却器と前記エンジンとの間で前記冷却水を循環させる第１循環流路と、前記冷却器と前記エアクーラとの間で前記冷却水を循環させる第２循環流路と、前記第１循環流路のうち前記エンジンと前記冷却器との間の部位に設けられており、前記エンジンを冷却した後の冷却水と作動媒体とを熱交換させることによって当該作動媒体を加熱する第１熱交換部と、前記第２循環流路のうち前記エアクーラと前記冷却器との間の部位に設けられており、前記エアクーラから流出した冷却水と前記第１熱交換部から流出した作動媒体とを熱交換させることによって当該作動媒体を加熱する第２熱交換部と、前記第２熱交換部から流出した作動媒体を膨張させる膨張機と、前記膨張機に接続された動力回収機と、前記膨張機から流出した作動媒体を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器から流出した作動媒体を前記第１熱交換部に送るポンプと、前記第１熱交換部、前記第２熱交換部、前記膨張機、前記凝縮器及び前記ポンプをこの順に接続する作動媒体循環流路と、前記第２循環流路のうち前記エアクーラと前記第２熱交換部との間の部位を流れる冷却水の温度である第２温度が前記第１循環流路のうち前記エンジンと前記第１熱交換部との間の部位を流れる冷却水の温度である第１温度よりも大きいときは、前記第２熱交換部における前記冷却水と前記作動媒体との熱交換を維持させつつ、前記作動媒体循環流路のうち前記第２熱交換部と前記膨張機との間の部位を流れる作動媒体の過熱度が所定範囲となるように前記第１熱交換部への前記作動媒体の流入量を調整するとともに、前記第２温度が前記第１温度以下であるときは、前記第２熱交換部における前記冷却水と前記作動媒体との熱交換を停止させるとともに、前記作動媒体循環流路のうち前記第１熱交換部と前記第２熱交換部との間の部位を流れる作動媒体の過熱度が前記所定範囲となるように前記第１熱交換部への前記作動媒体の流入量を調整する制御部と、を備える、熱エネルギー回収システムを提供する。
【０００８】
本熱エネルギー回収システムでは、第２温度が第１温度よりも大きいときには、第２熱交換部における冷却水と作動媒体との熱交換が維持され、かつ、膨張機に流入する作動媒体の過熱度が所定範囲となるように第１熱交換部への作動媒体の流入量が調整される。この場合、作動媒体の蒸発は、主に第２熱交換部で行われるので、つまり、作動媒体が比較的大きな熱量を有する冷却水（エアクーラから流出した冷却水）から熱を受け取ることによって行われる。そして、第２温度が第１温度以下であるときには、つまり、作動媒体が第２熱交換部で冷却水と熱交換した場合に当該作動媒体の温度が低下する懸念があるときには、第２熱交換部での冷却水及び作動媒体間の熱交換が停止され、かつ、第１熱交換部から流出した作動媒体の過熱度が前記所定範囲となるように第１熱交換部への作動媒体の流入量が調整される。よって、エンジンの熱及び過給空気の熱が有効に回収され、しかも、作動媒体が気液二相の状態で膨張機へ流入することが抑制される。
【０００９】
なお、「冷却水と作動媒体との熱交換を停止させる」とは、冷却水及び作動媒体間の完全な熱の授受を遮断するという意味ではなく、実質的に冷却水及び作動媒体間の熱交換が行われない状態をいう。
【００１０】
この場合において、前記第２熱交換部をバイパスするように前記第２循環流路に接続されたバイパス流路と、前記エアクーラから流出した冷却水が前記第２熱交換部にのみ流入する定常状態と前記エアクーラから流出した冷却水が前記バイパス流路にのみ流入するバイパス状態とを切り替え可能な切替部と、をさらに備え、前記制御部は、前記第２温度が前記第１温度よりも大きいときは前記切替部を前記定常状態とし、前記第２温度が前記第１温度以下であるときは前記切替部を前記バイパス状態とすることが好ましい。
【００１１】
このようにすれば、第１温度及び第２温度の関係に応じて、第２熱交換部において冷却水と作動媒体との熱交換が行われる場合と停止される場合とが有効に切り替えられる。
【００１２】
また、前記熱エネルギー回収システムにおいて、前記制御部は、前記第２温度が前記第１温度以下であるときは、前記作動媒体循環流路のうち前記第１熱交換部と前記第２熱交換部との間を流れる作動媒体の過熱度が前記所定範囲となり、かつ、前記作動媒体循環流路のうち前記第２熱交換部と前記膨張機との間を流れる作動媒体の過熱度が前記所定範囲の上限値と前記所定範囲の下限値よりも低い値である限界値との間の範囲となるように前記第１熱交換部への前記作動媒体の流入量を調整してもよい。
【００１３】
この態様では、第１熱交換部から流出した作動媒体の過熱度に基づいて作動媒体の第１熱交換部への流入量が調整されるので、作動媒体の第１熱交換部への流入量の調整の応答性が高くなる。さらに、膨張機に流入する作動媒体の過熱度が限界値以上となるように作動媒体の第１熱交換部への流入量が調整されるので、作動媒体が第１熱交換部から流出した後膨張機に流入するまでに当該作動媒体の過熱度が低下したとしても、作動媒体が気液二相の状態で膨張機へ流入することが抑制される。
【００１４】
あるいは、前記制御部は、前記第２温度が前記第１温度以下であるときは、前記作動媒体循環流路のうち前記第１熱交換部と前記第２熱交換部との間の部位を流れる作動媒体の過熱度が前記所定範囲の上限値と前記所定範囲の下限値よりも大きくかつ前記上限値よりも小さな値である基準値との間の範囲となるように前記第１熱交換部への前記作動媒体の流入量を調整してもよい。
【００１５】
この態様でも、上記と同様の効果が得られる。
【００１６】
また、本発明は、前記熱エネルギー回収システムを搭載する船舶を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、熱回収効率を向上可能な熱エネルギー回収システム及びそれを搭載する船舶を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態の熱エネルギー回収装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】熱エネルギー回収ユニットの変形例を概略的に示す図である。
【図３】熱エネルギー回収ユニットの変形例を概略的に示す図である。
【図４】熱エネルギー回収ユニットの変形例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態の熱エネルギー回収システムについて、図１を参照しながら説明する。図１に示されるように、本熱エネルギー回収システムは、エンジン１０と、過給機２０と、エアクーラ３０と、冷却器４０と、第１循環流路５０と、第２循環流路６０と、熱エネルギー回収ユニット７０と、切替部８０と、制御部９０と、を備えている。本実施形態では、熱エネルギー回収システムは、船舶に搭載されている。つまり、エンジン１０として、船舶用エンジンが採用されている。
【００２０】
過給機２０は、エンジン１０から排出された排ガスによって駆動されるタービン２１と、タービン２１に接続されておりエンジン１０に供給するための過給空気を吐出するコンプレッサー２２と、を有する。コンプレッサー２２から吐出された過給空気は、コンプレッサー２２とエンジンとを接続する吸気ライン１１を通じてエンジンに供給される。エンジン１０から排出された排ガスは、エンジン１０とタービン２１とを接続する排気ライン１２を通じてタービン２１に供給される。
【００２１】
エアクーラ３０は、吸気ライン１１に設けられている。エアクーラ３０は、エンジン１０に供給される過給空気（コンプレッサー２２から吐出された過給空気）を冷却水によって冷却する。
【００２２】
冷却器４０は、エンジン１０及び過給空気を冷却する冷却水を貯留するとともに、当該冷却水を海水等で冷却する。
【００２３】
第１循環流路５０は、冷却器４０とエンジン１０との間で冷却水を循環させる。この第１循環流路５０のうち冷却器４０の下流側でかつエンジン１０の上流側の部位には、第１ポンプ５１が設けられている。
【００２４】
第２循環流路６０は、冷却器４０とエアクーラ３０との間で冷却水を循環させる。この第２循環流路６０のうち冷却器４０の下流側でかつエアクーラ３０の上流側の部位には、第２ポンプ６１が設けられている。
【００２５】
熱エネルギー回収ユニット７０は、前記冷却水を介してエンジン１０の熱及び過給空気の熱を回収する。具体的に、熱エネルギー回収ユニット７０は、第１熱交換部７１と、第２熱交換部７２と、膨張機７３と、動力回収機７４と、凝縮器７５と、ポンプ７６と、第１熱交換部７１、第２熱交換部７２、膨張機７３、凝縮器７５及びポンプ７６をこの順に接続する作動媒体循環流路７７と、を有している。
【００２６】
第１熱交換部７１は、第１循環流路５０のうちエンジン１０の下流側でかつ冷却器４０の上流側の間の部位に設けられている。第１熱交換部７１は、エンジン１０から流出した冷却水と作動媒体とを熱交換させることによって作動媒体を加熱する。第１熱交換部７１は、作動媒体が流れる第１作動媒体流路７１ａと、冷却水が流れる第１冷却水流路７１ｂと、各流路７１ａ，７１ｂを収容する第１収容部７１ｃと、を有している。第１冷却水流路７１ｂから流出した冷却水は、第１循環流路５０を介して冷却器４０に流入する。
【００２７】
第２熱交換部７２は、作動媒体循環流路７７のうち第１熱交換部７１の下流側でかつ膨張機７３の上流側の部位と、第２循環流路６０のうちエアクーラ３０の下流側でかつ冷却器４０の上流側の部位と、を含む位置に設けられている。第２熱交換部７２は、エアクーラ３０から流出した冷却水と第１熱交換部７１から流出した作動媒体とを熱交換させることによって作動媒体を加熱する。第２熱交換部７２は、作動媒体が流れる第２作動媒体流路７２ａと、冷却水が流れる第２冷却水流路７２ｂと、各流路７２ａ，７２ｂを収容する第２収容部７２ｃと、を有している。第１収容部７１ｃと第２収容部７２ｃとは、一体のケーシングで構成されてもよいし、互いに独立した２つのケーシンクで構成されてもよい。図１では、第１収容部７１ｃ及び第２収容部７２ｃが一体のケーシングで構成された例が示されている。第２冷却水流路７２ｂから流出した冷却水は、第２循環流路６０を介して冷却器４０に流入する。
【００２８】
本実施形態の熱エネルギー回収システムは、第２熱交換部７２の第２冷却水流路７２ｂをバイパスするように第２循環流路６０に接続されたバイパス流路６２を備えている。
【００２９】
膨張機７３は、作動媒体循環流路７７のうち第２熱交換部７２の下流側の部位に設けられている。膨張機７３は、第２熱交換部７２から流出した気相の作動媒体を膨張させる。本実施形態では、膨張機７３として、気相の作動媒体の膨張エネルギーにより回転駆動されるロータを有する容積式のスクリュ膨張機が用いられている。
【００３０】
動力回収機７４は、膨張機７３に接続されている。動力回収機７４は、膨張機７３の駆動に伴って回転することにより作動媒体から動力を回収する。本実施形態では、動力回収機７４として発電機が用いられている。なお、動力回収機７４として、圧縮機等が用いられてもよい。
【００３１】
凝縮器７５は、作動媒体循環流路７７のうち膨張機７３の下流側の部位に設けられている。凝縮器７５は、膨張機７３から流出した作動媒体と冷却媒体（海水等）とを熱交換させることによって作動媒体を凝縮させる。
【００３２】
ポンプ７６は、作動媒体循環流路７７のうち凝縮器７５の下流側の部位（凝縮器７５と第１熱交換部７１との間の部位）に設けられている。ポンプ７６は、凝縮器７５から流出した液相の作動媒体を第１熱交換部７１に送る。
【００３３】
切替部８０は、エアクーラ３０から流出した冷却水が第２熱交換部７２にのみ流入する定常状態と、エアクーラ３０から流出した冷却水がバイパス流路６２にのみ流入するバイパス状態と、を切り替える。本実施形態では、切替部８０は、第２循環流路６０のうちバイパス流路６２の上流側の端部と第２熱交換部７２との間の部位に設けられた第１開閉弁Ｖ１と、バイパス流路６２に設けられた第２開閉弁Ｖ２と、を有している。つまり、定常状態は、第１開閉弁Ｖ１が開かれかつ第２開閉弁Ｖ２が閉じられた状態であり、バイパス状態は、第１開閉弁Ｖ１が閉じられかつ第２開閉弁Ｖ２が開かれた状態である。
【００３４】
制御部９０は、第２熱交換部７２に流入する冷却水（第２循環流路６０のうちエアクーラ３０と第２熱交換部７２との間の部位を流れる冷却水）の温度である第２温度が第１熱交換部７１に流入する冷却水（第１循環流路５０のうちエンジン１０と第１熱交換部７１との間の部位を流れる冷却水）の温度である第１温度よりも大きいときは、切替部８０を定常状態に維持しつつ、膨張機７３に流入する作動媒体（作動媒体循環流路７７のうち第２熱交換部７２と膨張機７３との間の部位を流れる作動媒体）の過熱度が所定範囲となるように第１熱交換部７１への作動媒体の流入量を調整する。制御部９０は、前記第２温度が前記第１温度以下であるときは、第２熱交換部７２における冷却水と作動媒体との熱交換を停止させるとともに、作動媒体循環流路７７のうち第１作動媒体流路７１ａと第２作動媒体流路７２ａとの間の部位を流れる作動媒体の過熱度が前記所定範囲となるように第１熱交換部７１への作動媒体の流入量を調整する。
【００３５】
ここで、第２熱交換部７２における冷却水と作動媒体との熱交換の停止は、切替部８０を定常状態からバイパス状態に切り替えること、つまり、第１開閉弁Ｖ１が開いており第２開閉弁Ｖ２が閉じている状態から第１開閉弁Ｖ１が閉じており第２開閉弁Ｖ２が開いている状態に切り替えることにより行われる。なお、「第２熱交換部７２における冷却水と作動媒体との熱交換の停止」とは、冷却水及び作動媒体間の完全な熱の授受を遮断するという意味ではなく、実質的に冷却水及び作動媒体間の熱交換が行われない状態をいう。
【００３６】
また、本実施形態では、制御部９０は、ポンプ７６の回転数の調整によって第１熱交換部７１への作動媒体の流入量の調整を行う。
【００３７】
なお、前記第１温度は、第１循環流路５０のうちエンジン１０と第１熱交換部７１との間の部位に設けられた温度センサ９１によって検出される。前記第２温度は、第２循環流路６０のうちエアクーラ３０の下流側でかつ第２循環流路６０とバイパス流路６２の上流側の端部との接続部の上流側の部位に設けられた温度センサ９２によって検出される。膨張機７３に流入する作動媒体の過熱度は、作動媒体循環流路７７のうち第２熱交換部７２と膨張機７３との間の部位に設けられた温度センサ９３及び圧力センサ９４の各検出値に基づいて算出される。作動媒体循環流路７７のうち第１作動媒体流路７１ａと第２作動媒体流路７２ａとの間の部位を流れる作動媒体の過熱度は、当該部位に設けられた温度センサ９５及び圧力センサ９６の各検出値に基づいて算出される。
【００３８】
また、本実施形態では、制御部９０は、前記第２温度が前記第１温度以下であるときは、第１作動媒体流路７１ａから流出した作動媒体（作動媒体循環流路７７のうち第１熱交換部７１と第２熱交換部７２との間を流れる作動媒体）の過熱度が前記所定範囲となり、かつ、膨張機７３に流入する作動媒体の過熱度が前記所定範囲の上限値と前記所定範囲の下限値よりも低い値である限界値との間の範囲となるように第１熱交換部７１への作動媒体の流入量を調整する。ただし、制御部９０は、前記第２温度が前記第１温度以下であるときは、作動媒体循環流路７７のうち第１熱交換部７１と第２熱交換部７２との間の部位を流れる作動媒体の過熱度が前記所定範囲の上限値と前記所定範囲の下限値よりも大きくかつ前記上限値よりも小さな値である基準値との間の範囲となるように第１熱交換部７１への作動媒体の流入量を調整してもよい。
【００３９】
以上のように、本熱エネルギー回収システムでは、第２温度が第１温度よりも大きいときには、第２熱交換部７２における冷却水と作動媒体との熱交換が維持され（切替部８０が定常状態とされ）、かつ、膨張機７３に流入する作動媒体の過熱度が所定範囲となるように第１熱交換部７１への作動媒体の流入量（ポンプ７６の回転数）が調整される。この場合、作動媒体の蒸発は、主に第２熱交換部７２で行われるので、つまり、作動媒体が比較的大きな熱量を有する冷却水（エアクーラ３０から流出した冷却水）から熱を受け取ることによって行われる。そして、第２温度が第１温度以下であるときには、つまり、作動媒体が第２熱交換部７２で冷却水と熱交換した場合に当該作動媒体の温度が低下する懸念があるときには、第２熱交換部７２での冷却水及び作動媒体間の熱交換が停止され（切替部８０がバイパス状態とされ）、かつ、第１熱交換部７１から流出した作動媒体の過熱度が前記所定範囲となるように第１熱交換部７１への作動媒体の流入量（ポンプ７６の回転数）が調整される。よって、エンジン１０の熱及び過給空気の熱が有効に回収され、しかも、作動媒体が気液二相の状態で膨張機７３へ流入することが抑制される。
【００４０】
また、制御部９０は、第２温度が第１温度以下であるときは、第１作動媒体流路７１ａから流出した作動媒体の過熱度が前記所定範囲となり、かつ、膨張機７３に流入する作動媒体の過熱度が前記所定範囲の上限値と前記限界値との間の範囲となるように第１熱交換部７１への作動媒体の流入量を調整する。この態様では、第１熱交換部７１から流出した作動媒体の過熱度に基づいて作動媒体の第１熱交換部７１への流入量が調整されるので、作動媒体の第１熱交換部７１への流入量の調整の応答性が高くなる。さらに、膨張機７３に流入する作動媒体の過熱度が限界値以上となるように作動媒体の第１熱交換部７１への流入量が調整されるので、作動媒体が第１熱交換部７１から流出した後膨張機７３に流入するまでに当該作動媒体の過熱度が低下したとしても、作動媒体が気液二相の状態で膨張機７３へ流入することが抑制される。
【００４１】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４２】
例えば、制御部９０による第１熱交換部７１への作動媒体の流入量の調整は、図２に示されるように、ポンプ７６をバイパスするように作動媒体循環流路７７に接続されたバイパス流路７８に設けられたバイパス弁Ｖ３の開度を調整することによって行われてもよい。あるいは、前記流入量の調整は、図３に示されるように、作動媒体循環流路７７のうちポンプ７６の下流側の部位に設けられた流量調整弁Ｖ４の開度を調整することによって行われてもよい。なお、図２及び図３では、制御部９０からバイパス弁Ｖ３及び流量調整弁Ｖ４に入力される信号を除き、制御部９０が受信する信号及び制御部９０が送信する信号の図示は省略されている。
【００４３】
また、第２熱交換部７２の第２冷却水流路７２ｂをバイパスするように第２循環流路６０に接続されたバイパス流路６２に替えて、図４に示されるように、第２熱交換部７２の第２作動媒体流路７２ａをバイパスするように作動媒体循環流路７７に接続されたバイパス流路７９が設けられてもよい。また、バイパス流路７９の上流側の端部（作動媒体循環流路７７のうち第１作動媒体流路７１ａと第２作動媒体流路７２ａとの間の部位とバイパス流路７９との接続部）に切替部（この例では三方弁）８０が設けられてもよい。この場合、制御部９０は、切替部（三方弁）８０の開度を調整することによって第１作動媒体流路７１ａから流出した作動媒体が第２作動媒体流路７２ａにのみ流入する定常状態と、第１作動媒体流路７１ａから流出した作動媒体がバイパス流路７９にのみ流入するバイパス状態と、を切り替える。
【符号の説明】
【００４４】
１０    エンジン
２０    過給機
２１    タービン
２２    コンプレッサー
３０    エアクーラ
４０    冷却器
５０    第１循環流路
６０    第２循環流路
６２    バイパス流路
７０    熱エネルギー回収ユニット
７１    第１熱交換部
７２    第２熱交換部
７３    膨張機
７４    動力回収機
７５    凝縮器
７６    ポンプ
７７    作動媒体循環流路
８０    切替部
９０    制御部
Ｖ１    第１開閉弁
Ｖ２    第２開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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