(57)【要約】【課題】廃熱回収装置の搭載が容易で且つ、廃熱回収エネルギーの回収効率の高いコスト低減型の廃熱回収装置を備えた車両の提供を目的とする。【解決手段】車両前部にキャブ１が搭載された車両１００であって、該車両１００に搭載されたエンジン２から取出された冷却水Ｒを利用して、廃熱エネルギーを回収する廃熱回収装置３と、エンジン２と廃熱回収装置３とを連結し、冷却水Ｒを廃熱回収装置３に循環させる冷却水循環ホース３６とを備え、廃熱回収装置３の凝縮器３３をキャブルーフ１Ｒに設置すると共に、該凝縮器３３を車両後方に向けて上方へ傾斜して配設されていることを特徴とする。【選択図】図２
2015081533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前部にキャブが搭載された車両であって、
前記車両に搭載された内燃機関から取出された冷却水を利用して、前記内燃機関の廃熱エネルギーを回収する廃熱回収装置と、
前記内燃機関と前記廃熱回収装置とを連結し、前記内燃機関の冷却水を前記廃熱回収装置に循環させる冷却水循環ホースとを備え、
前記廃熱回収装置は、該廃熱回収装置を構成する部品の少なくとも凝縮器を前記キャブの屋根に設置すると共に、該凝縮器の外気導入面が車両後方に向けて上方へ傾斜して配設されていることを特徴とする廃熱回収装置を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃熱回収装置の車両への搭載性を改良して、省燃費化を図った廃熱回収装置を備えた車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を搭載した車両において、内燃機関の廃熱エネルギーを廃熱回収装置（ランキンサイクル回路）により動力として回生することで、内燃機関の熱効率向上を図ることが行われている。
廃熱回収装置は、内燃機関の廃熱エネルギーにより加熱された媒体（作動流体）を膨張機に通すことで廃熱エネルギーを動力として回収する回路である。
この動力で発電機を駆動することにより、廃熱エネルギーを電力として回収できる。
【０００３】
内燃機関の廃熱エネルギーとして、内燃機関を冷却した冷却水を利用する例が多い。
従って、廃熱回収装置には、内燃機関の冷却水回路から冷却水を廃熱回収装置の蒸発器に導入する。
蒸発器に導入された冷却水は、該蒸発器内で廃熱回収装置の作動流体と熱交換して、再び、冷却水回路に戻るようになっている。
そのため、廃熱回収装置は、作動流体に蓄えられた熱エネルギーを動力として取出すため複数の装置によって構成されている。
これらの装置を夫々車両に搭載するには、搭載性、コストの面から不利である。
このような状況を解決する技術が特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１によると、作動流体が循環する廃熱回収装置であって、作動流体を圧送するポンプと、作動流体を膨張させる膨張機と、モータとしてポンプを駆動すると共に、発電機として膨張機の動力を利用して発電する負荷機とを連結して構成される一体ユニット化したものであって、膨張機とポンプとの間には遮断壁が設けられ、該遮断壁を介して、膨張機によって膨張された作動流体と、ポンプ内部の作動流体とが区画され、一体ユニットの内部において、遮断壁を介してポンプ内部の作動流体と膨張機によって膨張された作動流体とが熱交換を行うようにした技術が開示されている。
【０００５】
このようにすることで、一体ユニット内部において、ポンプの内部の作動流体と膨張機によって膨張された作動流体とが熱交換を行うので、コストや搭載性の制限を受けずにランキンサイクル回路の効率を向上できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３８７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１によると、一体ユニット化することで、車両への搭載性、コストの制限を受けずに廃熱回収装置の効率を向上できるとしているが、廃熱回収装置は複数の装置によって構成されている。
特に、凝縮器等の熱交換器は、熱交換するための面積によってその性能が左右され、熱効率を高くするために可能な限り大きくすることが求められている。
従って、一体ユニット化した廃熱回収装置は、相応の大きさを有しており、車両のどこの部分にでも、容易に搭載できる大きさにまで小さくできない。
車両の形態によっては、制約を受けて搭載できない場合、又は廃熱回収効率を低下させて搭載しなければならない不具合を有している。
【０００８】
本発明はかかる技術的課題に鑑み、廃熱回収装置の搭載が容易で且つ、廃熱回収エネルギーの回収効率の高いコスト低減型の廃熱回収装置を備えた車両の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はかかる課題を解決するため、車両の前部にキャブが搭載された車両であって、
前記車両に搭載された内燃機関から取出された冷却水を利用して、前記内燃機関の廃熱エネルギーを回収する廃熱回収装置と、
前記内燃機関と前記廃熱回収装置とを連結し、前記内燃機関の冷却水を前記廃熱回収装置に循環させる冷却水循環ホースとを備え、
前記廃熱回収装置は、該廃熱回収装置を構成する部品の少なくとも凝縮器を前記キャブの屋根に設置すると共に、該凝縮器の外気導入面が車両後方に向けて上方へ傾斜して配設されていることを特徴とする廃熱回収装置を備えた車両を提供できる。
【００１０】
かかる発明によれば、廃熱回収装置によって内燃機関の冷却水に含まれる熱エネルギーを電気エネルギーとして回収し、該回収した電気エネルギーをバッテリに蓄積することで、車両で消費する電力を賄うことができ、内燃機関によって駆動されるオルタネータの駆動を減少させることで、内燃機関の負荷を軽減させて、車両の走行燃費向上が図れる。
廃熱回収装置が回収できるエネルギーは、凝縮器の熱交換面積が大きいほど、冷却水と廃熱回収装置の作動流体との熱交換量が多くなり、廃熱回収装置の出力が大きくなる。
従って、キャブの屋根に凝縮器を設置することで、熱交換面積の大きい凝縮器を設置することが可能となり、効率のよいエネルギー回収ができる。
さらに、凝縮器の外気導入面が車両後方に向けて上方へ傾斜して配設されているので、車両前方及びキャブ前面に沿って上昇してくる気流がキャブの屋根部において、気流の乱れが発生するのを抑制でき、車両の走行抵抗を軽減して、省燃費効果が得られる。
また、凝縮器を屋根に設置することで、走行風が凝縮器を通過し易くなるので、凝縮器に併設されている電動冷却ファンの駆動の減少又は停止が可能となり、省燃費効果が得られる。
【発明の効果】
【００１１】
かかる発明によれば、廃熱回収装置の搭載が容易で且つ、廃熱回収エネルギーの回収効率の高いコスト低減型の廃熱回収装置を備えた車両の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態にかかる廃熱回収装置とエンジンとの関連図を示す。
【図２】本発明の実施形態にかかる凝縮器をキャブルーフに配設した状態図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。
但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、その相対配置などはとくに特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
尚、本実施形態において、方向性を示す場合は、右ハンドル車の運転席（図示省略）に着座した状態を基準にして、左右前後、及び上下方向を表示する。
【００１４】
図１は廃熱回収装置３とエンジン２との関連図を示す。
内燃機関であるエンジン２は、エンジン本体２ａと、該エンジン本体２ａを冷却した冷却水Ｒを冷却するラジエータ２１と、冷却水Ｒをラジエータ２１と間を循環させる冷却水路２５と、該冷却水路２５に介装され、冷却水Ｒの温度が低い時に、ラジエータ２１をバイパスさせるサーモスタット２４と、エンジン本体２ａの排ガスによって駆動されるターボチャージャ２６と、ラジエータ２１の前側に配置されターボチャージャ２６によって加圧された給気を冷却するインタークーラ２２と、該インタークーラ２２及びラジエータ２１に外気を通過させるラジエータファン２５とで構成されている。
【００１５】
廃熱回収装置３は、エンジン２の冷却水路２５から導入した冷却水Ｒと廃熱回収装置３の作動媒体である作動流体Ｗとを熱交換させる蒸発器３１と、該蒸発器３１によって高温高圧になった作動流体Ｗの膨張力によって回転され、回転力を動力として取出す膨張機３２と、該膨張機３２に同軸に連結され、取出されて動力によって発電する発電機３７と、膨張機３２で膨張した作動流体Ｗを冷却して、凝縮させる凝縮器３３と、凝縮された作動流体Ｗを圧縮して蒸発器３１に圧送する作動流体ポンプ３４と、作動流体Ｗをこれらの機器類に循環させる循環路３８とで構成されている。
３５は、凝縮器３３に外気を送付して、作動流体Ｗの凝縮を促進させる冷却ファンである。
【００１６】
また、蒸発器３１の冷却水Ｒへの導入は、エンジン２側と廃熱回収装置３側とを連結して、冷却水Ｒを循環させる冷却水循環ホース３６（３６ａ、３６ｂ）を介して行われる。
冷却水循環ホース３６は、エンジン本体２ａから冷却水Ｒが流出してくる冷却水路２５の上流側水路２５ａと蒸発器３１の冷却水入口とを連結した上流側循環ホース３６ａと、蒸発器３１の冷却水出口と冷却水路２５のエンジン本体２ａの冷却水入口側になる下流側水路２５ｂとを連結し、冷却水Ｒを冷却水路２５に戻す下流側循環ホース３６ｂとで構成されている。
【００１７】
図２は、本発明の実施形態かかる、凝縮器をキャブルーフに配設した状態図を示し、車両前部の側面視を表す。
尚、本実施形態では、キャブオーバタイプのトラックで且つ、バンボデー１Ｂの架装を施した車両１００で説明する。
車両１００のベースとなるシャシフレーム１０には、該シャシフレーム１０の車両前部に運転台であるキャブオーバタイプのキャブ１が配設されている。
該キャブ１のフロア１４の下側にはエンジン本体２ａが搭載されている。
エンジン本体２ａの前側には、ラジエータ２１、更にその前にはインタークーラ２２が配設されている。
【００１８】
１１はステアリングホイールであり、シート１２に乗員が着座して、ステアリングホイール１１を操作することで、前輪１５の操舵を行う。
シャシフレーム１０の左側面にバッテリボックス１６が配設され、該バッテリボックス１６内には、車両１００に搭載された図示省略の電気機器類の電源になると共に、廃熱回収装置３によって発電した電力を蓄えるバッテリ１６ａが収納されている。
１７はサイドガードで、前輪１４と後輪１５（図示省略）との間に、歩行者及び自転車等が巻きこまれないようにガードするもので、商用車には取付けられている。
そして、キャブ１の後側には、キャブルーフ１Ｒより高い箱型のバンボデー１Ｂが架装されている
【００１９】
キャブルーフ１Ｒには、廃熱回収装置３が配設されている。
上述の通り、廃熱回収装置３は、蒸発器３１、膨張機３２、凝縮器３３(含む冷却ファン３５)、作動流体ポンプ３４、循環路３８と、及びこれら各装置を連結して作動流体Ｗを循環させる循環路３８を備えている。
そして、膨張機３２には、該膨張機３２に連結した発電機３７が取付けられている。
【００２０】
そして、凝縮器３３は、外気導入側の面を上側にして、前側辺がキャブ１の前端縁に固定され、後側辺がキャブルーフ１Ｒの後端部まで延在すると共に、上方へ傾斜させてある。
そして、凝縮器３３の車幅方向両端部は、該車幅方向夫々の両端部からキャブルーフ１Ｒに垂下したカバー部材３９、３９にて閉塞されている。
尚、本実施形態において、凝縮器３３は、車幅方向の大きさがキャブルーフ１Ｒの車幅方向端縁近傍まで延在させてある。
即ち、凝縮器３３と、該凝縮器３３の両端部に配設したカバー部材３９、３９及びキャブルーフ１Ｒによって、矩形状の閉断面構造に形成されている。
【００２１】
更に、本実施形態において、凝縮器３３は、該凝縮器３３の後端縁と箱型のバンボデー１Ｂの上面との高さが略同じになるように傾斜させると共に、凝縮器３３及び車幅方向の両端縁部のカバー部材３９、３９の後端縁と、バンボデー１Ｂの前端縁との間には、凝縮器３３を冷却した空気が吸出される隙間ｍが設けてある。
これは、車両側面におけるキャブ１の幅と箱型のバンボデー１Ｂの幅とによる段差、凝縮器３３の後端縁とバンボデー１Ｂの前端縁における屈曲形状によって、夫々のバンボデー１Ｂの前端縁後側に走行流による希薄部が生じ、凝縮器３３、カバー部材３９、３９及びキャブルーフ１Ｒで囲まれた空間部５０の空気が隙間ｍから希薄部に吸出されるようになっている。
従って、車両１００が走行中は、空間部５０が自然換気され、冷却ファン３５の休止又は、ファン駆動の減速等による、電力消費の低減が可能となる。
また、３９ａは、冷却ファン３５の外周部分を限界とした開口孔とし、カバー部材３９、３９及びキャブルーフ１Ｒで囲まれた部分を閉塞した遮蔽部材である。
遮蔽部材３９ａは、冷却ファン３５を作動した際に、冷却ファン３５の外周部から空気を吸込まないで、空気が凝縮器３３を通過するようにするために設けてある。
【００２２】
また、本実施形態の場合、廃熱回収装置３の他の機器、即ち、蒸発器３１、膨張機３２、及び作動流体ポンプ３４、これらの機器類に作動流体Ｗを循環させる循環路３８と、該膨張機３２に直結した発電機３７とをパッケージ３ａに収納して一体化した。
一体化したパッケージ３ａは、空間部５０に収納した。
パッケージ３ａは、凝縮器３３を冷却した空気の流通を妨げないように、キャブルーフ１Ｒに沿って載置されている。
そして、蒸発器３１とエンジン２とを冷却水循環ホース３６にて連結し、エンジン本体２ａを冷却した冷却水を蒸発器３１に循環させるようになっている。
廃熱回収装置３の凝縮器以外の装置をパッケージ３ａに収納して、キャブルーフ１Ｒに載置したので、取付作業が簡素化されコスト低減を可能としている。
【００２３】
冷却水循環ホース３６（３６ａ、３６ｂ）は、ホース内を流通する冷却水Ｒを保温するために、断熱処置である断熱部材をホースの外周部に巻装されている。
断熱処置としては、グラスファイバーか、それに準ずる部材を巻装する方法、又は、ホースを構成する部材が断熱性の特性を有するものであってもよい。
尚、本実施形態では、膨張機３２で取出した動力は、発電機３７によって発電し、車両１００に搭載された電気機器類に供給すると共に、余剰分はバッテリ１６ａに充電するようにしたが、回転動力を別の機器に連結してもよい。
【００２４】
このようにすることで、廃熱回収装置によって内燃機関の冷却水に含まれる熱エネルギーを電気エネルギーとして回収し、該回収した電気エネルギーをバッテリに蓄積することで、車両１００で消費する電力を賄うことができ、エンジン２によって駆動されるオルタネータの駆動を減少させることで、エンジン２の負荷を低減させて車両１００の走行燃費向上を図っている。
凝縮器３３の熱交換面積を大きくできるので、凝縮器３３における作動流体Ｗの冷却能力が大きくなるに伴い、蒸発器３１における冷却水Ｒからの熱回収量が多くなり、廃熱回収装置３の性能向上が図れる。
また、凝縮器３３の空気取入面を前端縁から後方に向け上方へ傾斜させたので、走行流が凝縮器３３の空気取入面からバンボデー１Ｂの上面に沿って滑らかに流れるので、車両１００の走行抵抗が軽減され、走行燃費の向上が得られる。
また、本実施形態の場合、廃熱回収装置３をキャブルーフ１Ｒの上方に形成された空間部に配設したので、多様な架装物が搭載されるトラックにおいて、廃熱回収装置３の搭載対応が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
ランキンサイクル回路を利用した廃熱回収装置を搭載した車両に利用できる。
【符号の説明】
【００２６】
１        キャブ
１Ｒ      キャブルーフ(屋根)
２        エンジン（内燃機関）
２ａ      エンジン本体
３        廃熱回収装置
３ａ      パッケージ
１０      シャシフレーム
１１      ステアリングホイール
１２      シート
１６      バッテリボックス
１６ａ    バッテリ
２１      ラジエータ
２５      冷却水路
３１      蒸発器
３２      膨張機
３３      凝縮器
３４      作動流体ポンプ
３６      冷却水循環ホース
３８      循環路
３７      発電機
５０      空間部
１００    車両
Ｒ        冷却水
Ｗ        作動流体
【図１】
2015081533.tif 000003
【図２】
2015081533.tif 000004