(57)【要約】【課題】圧縮空気を充分に冷却することができるインタークーラを備える。【解決手段】廃熱回生システム１００は、エンジン１２の廃熱を利用するものであって、冷媒を圧送するポンプ２、冷媒を加熱するインタークーラ３及び排ガスボイラ５、加熱された冷媒を膨張させて機械的エネルギーを回収する膨張機６、及び膨張後の冷媒を冷却凝縮させるコンデンサ８が配管１５によって順次連結されて構成されるランキンサイクル回路１０を備え、コンデンサ８の下流かつインタークーラ３の上流の第一配管１５ａ及び第二配管１５ｂは断熱材１７ａ，１７ｂによって被覆される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の廃熱を利用する廃熱回生システムであって、
冷媒を圧送するポンプ、前記冷媒を加熱する冷媒加熱手段、前記冷媒加熱手段によって加熱された前記冷媒を膨張させて機械的エネルギーを回収する膨張機、及び膨張後の前記冷媒を冷却凝縮させるコンデンサが配管によって順次連結されて構成されるランキンサイクル回路を備え、
前記冷媒加熱手段は、過給機によって前記内燃機関へと供給される圧縮空気を熱源として前記冷媒との間で熱交換を行うインタークーラを有し、
前記コンデンサの下流かつ前記インタークーラの上流には前記配管を断熱する断熱手段が設けられる廃熱回生システム。
【請求項２】
前記断熱手段は、前記コンデンサの下流かつ前記インタークーラの上流における前記配管のうち、エンジンルーム内に配置される部分を断熱する請求項１に記載の廃熱回生システム。
【請求項３】
前記断熱手段は前記ポンプを断熱する請求項１又は２に記載の廃熱回生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、廃熱回生システムに係り、特にランキンサイクルを用いて車両のエンジンの廃熱を利用する廃熱回生システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの廃熱から機械的エネルギー（動力）を回収するランキンサイクル回路を利用した車両用の廃熱回生システムが開発されている。一般的なランキンサイクル回路は、作動流体を圧送するポンプと、作動流体をエンジンの廃熱と熱交換させて加熱する熱交換器と、加熱された作動流体を膨張させて機械的エネルギーを回収する膨張機と、膨張後の作動流体を冷却凝縮させるコンデンサとから構成される。ここで、特許文献１の廃熱回生システムには、過給機によって圧縮された吸入空気を冷却するためのインタークーラが、熱交換器として設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
過給機によって圧縮された吸入空気、すなわち圧縮空気は、エンジンに流入する前にインタークーラによって冷却される。これによって、圧縮空気の密度が高くなり、エンジンへの空気の充填効率が向上する。従って、圧縮空気をより冷却し、エンジンへの空気の充填効率をより向上させるためには、インタークーラを流通する冷媒の温度をできる限り低く保つ必要がある。しかしながら、特許文献１のランキンサイクル回路では、冷媒がインタークーラに流入する前にエンジンルーム内の熱により加熱されてしまうおそれがあった。
なお、エンジンルームとはエンジンを内部に収容するために車体に設けられた空間とする。
【０００５】
この発明は、このような問題を解決するためになされ、圧縮空気を充分に冷却することができるインタークーラを備えた廃熱回生システム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】
上記の課題を解決するために、この発明に係る廃熱回生システムは、内燃機関の廃熱を利用するものであって、冷媒を圧送するポンプ、冷媒を加熱する冷媒加熱手段、冷媒加熱手段によって加熱された冷媒を膨張させて機械的エネルギーを回収する膨張機、及び膨張後の冷媒を冷却凝縮させるコンデンサが配管によって順次連結されて構成されるランキンサイクル回路を備え、冷媒加熱手段は、過給機によって内燃機関へと供給される圧縮空気を熱源として冷媒との間で熱交換を行うインタークーラを有し、コンデンサの下流かつインタークーラの上流には、配管を断熱する断熱手段が設けられる。
【０００７】
またこの発明に係る廃熱回生システムの断熱手段は、コンデンサの下流かつインタークーラの上流における配管のうち、エンジンルーム内に配置される部分を断熱してもよい。
また、断熱手段はポンプを断熱してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る廃熱回生システムによれば、インタークーラにおいて圧縮空気を充分に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る廃熱回生システムの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る廃熱回生システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る廃熱回生システム１００の構成を図１に示す。
廃熱回生システム１００は、内燃機関としてのエンジン１２の廃熱を利用するものであって、ポンプ２と、インタークーラ３と、排ガスボイラ５と、膨張機６と、コンデンサ８とが配管１５によって順次連結されて構成されるランキンサイクル回路１０を備える。ここで、コンデンサ８とポンプ２とを連結する配管１５を第一配管１５ａとし、ポンプ２とインタークーラ３とを連結する配管１５を第二配管１５ｂとする。また、インタークーラ３と排ガスボイラ５とを連結する配管１５は第三配管１５ｃとし、排ガスボイラ５と膨張機６とを連結する配管１５は第四配管１５ｄとし、膨張機６とコンデンサ８とを連結する配管１５は第五配管１５ｅとする。第一配管１５ａ及び第二配管１５ｂはそれぞれ断熱材１７ａ及び１７ｂによって被覆されている。すなわち、コンデンサ８の下流かつインタークーラ３の上流における配管１５は断熱されている。
なお、インタークーラ３及び排ガスボイラ５は冷媒加熱手段を構成する。また、断熱材１７ａ及び１７ｂは断熱手段を構成する。さらにまた、廃熱回生システム１００のポンプ２、インタークーラ３、排ガスボイラ５、膨張機６及びコンデンサ８は、エンジン１２とともにエンジンルーム（図示せず）内に収容されている。
【００１１】
次に、ランキンサイクル回路１０における冷媒の流れについて説明する。
廃熱回生システム１００におけるランキンサイクル回路１０内の冷媒はポンプ２によって圧送され、第二配管１５ｂを介してインタークーラ３に流入する。インタークーラ３では、後述する過給機１４によってエンジン１２へと供給される圧縮空気を熱源として冷媒との間で熱交換が行われ、冷媒は加熱される。また次に、インタークーラ３を流通した冷媒は、第三配管１５ｃを介して排ガスボイラ５に流入する。排ガスボイラ５では、排ガスを熱源として冷媒との間で熱交換が行われ、冷媒は加熱される。そして、インタークーラ３及び排ガスボイラ５において加熱された冷媒は、気化し、第四配管１５ｄを流通して膨張機６に流入する。膨張機６は冷媒を膨張させて機械的エネルギーを発生させる。ここで、膨張機６で発生した機械的エネルギーはエンジン１２の回転を補助する。また、膨張機６を通過した冷媒は第五配管１５ｅを流通してコンデンサ８に流入し、冷却凝縮され液化する。そして、液化した冷媒は第一配管１５ａを流通してポンプ２に流入し、再び圧送される。
【００１２】
エンジン１２は吸気系１６及び排気系１１と接続している。また、吸気系１６及び排気系１１はそれぞれ過給機１４に接続する。そして、吸気系１６にはインタークーラ３が、排気系１１には排ガスボイラ５がそれぞれ接続している。吸気系１６から吸入された空気は、過給機１４によって圧縮される。その際に加圧されて高温となった吸入空気である圧縮空気は、インタークーラ３においてランキンサイクル回路１０における冷媒と熱交換を行い冷却された後、エンジン１２に流入する。エンジン１２内に流入した空気は燃焼し、車両が走行するための機械的エネルギーを発生させる。そして、エンジン１２内で燃焼した後の空気は、排ガスとなって排気系１１を流通する。排気系１１を流通する排ガスは過給機１４を通過するとともに、過給機１４を駆動する。そして次に、排ガスは排ガスボイラ５において、ランキンサイクル回路１０における冷媒と熱交換を行ってから、マフラー（図示せず）を通過して車両外部に排出される。
【００１３】
以上より、この実施の形態１に係る廃熱回生システム１００では、コンデンサ８の下流かつポンプ２の上流における第一配管１５ａと、ポンプ２の下流かつインタークーラ３の上流における第二配管１５ｂとが断熱されている。従って、コンデンサ８で冷却凝縮された冷媒が、インタークーラ３に流入する前にエンジンルーム内の熱によって加熱されてしまう事態を防止することができる。よって、インタークーラ３に流入する前の冷媒は低温に保たれ、圧縮空気はインタークーラ３において充分に冷却されることができる。
【００１４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る廃熱回生システム２００の構成を図２に示す。なお、図１の参照符号と同一の符号は同一又は同様の構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
廃熱回生システム２００は、図２に示すように、排ガスボイラ５、膨張機６及びコンデンサ８はエンジンルームＥＲの外部に配置されている。また一方で、ポンプ２、インタークーラ３、エンジン１２及び過給機１４はエンジンルームＥＲ内部に収容されている。
【００１５】
ここで、コンデンサ８とポンプ２とを連結する第一配管１５ａの一部はエンジンルームＥＲの外部にあり、他の一部はエンジンルームＥＲの内部にある。第一配管１５ａには、エンジンルームＥＲの内部にある部分についてのみ断熱材１７ａ’が被覆されている。また、ポンプ２も断熱材１７ｃに被覆されている。また、実施の形態１の廃熱回生システム１００と同様に、全ての部分がエンジンルームＥＲ内に収容されている第二配管１５ｂは、断熱材１７ｂに被覆されている。すなわち、コンデンサ８の下流かつインタークーラ３の上流における配管のうち、エンジンルームＥＲ内に配置される部分は断熱材１７ａ’，１７ｂ及び１７ｃによって断熱されている。
ここで、断熱材１７ａ’及び１７ｃは、断熱材１７ｂとともに断熱手段を構成する。
【００１６】
以上より、この実施の形態２に係る廃熱回生システム２００では、インタークーラ３の上流において特に冷媒が加熱される可能性があるエンジンルームＥＲ内の配管１５を断熱材１７ａ’，１７ｂ及び１７ｃが被覆している。そのため、少ない量の断熱材でより効率的にランキンサイクル回路１０を流通する冷媒の温度上昇を防止し、確実にインタークーラ３において圧縮空気を冷却することができる。また、ポンプ２も断熱することで、コンデンサ８の下流かつインタークーラ３の上流における冷媒の温度上昇をより確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００１７】
２  ポンプ、３  インタークーラ（冷媒加熱手段）、５  排ガスボイラ（冷媒加熱手段）、６  膨張機、８  コンデンサ、１０  ランキンサイクル回路、１２  エンジン（内燃機関）、１５  配管、１７ａ，１７ａ’，１７ｂ，１７ｃ  断熱材（断熱手段）、１００，２００  廃熱回生システム。
【図１】
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【図２】
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