(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】車シャシフレーム１Ｓにエンジン２が搭載された車両１であって、断熱処理が施された冷却水循環ホース３６を介してエンジン２から取出された冷却水を利用して、電気エネルギーとして回収するパッケージ型の廃熱回収装置３と、回収された電気エネルギーを蓄積するバッテリ１６ａと、を備え、バッテリ１６ａ及び廃熱回収装置３は、シャシフレーム１Ｓに互いに隣合うように取付けられていることを特徴とする。【選択図】図１
2015081532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向に延在したシャシフレームに内燃機関が搭載された車両であって、
断熱処理が施された冷却水循環ホースを介して前記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電気エネルギーとして回収するパッケージ型の廃熱回収装置と、
前記廃熱回収装置によって回収された電気エネルギーを蓄積するバッテリと、を備え、
前記バッテリ及び前記廃熱回収装置は、前記シャシフレームに互いに隣合うように取付けら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、車両の前後方向に延在したシャシフレームに内燃機関が搭載された車両であって、
断熱処理が施された冷却水循環ホースを介して前記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電気エネルギーとして回収するパッケージ型の廃熱回収装置と、
前記廃熱回収装置によって回収された電気エネルギーを蓄積するバッテリと、を備え、
前記バッテリ及び前記廃熱回収装置は、前記シャシフレームに互いに隣合うように取付けら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、内燃機関によるオルタネータ駆動を軽減させて、内燃機関の負荷を軽減することにより車両の走行燃費向上が図れる。
パッケージ型の廃熱回収装置を、シャシフレームに装着されたバッテリ近傍のシャシフレームに装着することで、シャシフレームの上部に装着される多様な架装形態に対応可能となり、車両への搭載性がよくなる。
内燃機関と廃熱回収装置間とを連結する循環ホースに断熱処置を施したので、冷却水の熱エネルギーが外部に漏れるのを防止して、廃熱回収装置での廃熱エネルギーの回収量を大きくすることができ、車両の走行燃費の向上が図れる。
更に、廃熱回収装置とバッテリとを互いに隣合うように取付けることで、電力ケーブルが短くなり電力ロスが軽減できる。
【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を提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態にかかる車両に廃熱回収装置を搭載した全体構成図を示す。
【図２】本発明の実施形態にかかる廃熱回収装置の概略構成図を示す。
【図３】本発明の実施形態にかかる廃熱回収装置の車体への取付構造説明図を示す。
【図４】図３のＡ矢視図を示す。
【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、本発明の実施形態かかる、車両に廃熱回収装置を搭載した全体構成図で、車両１の運転席と架装物を除いた状態を示している。
車両１のベースとなるシャシフレーム１Ｓには、該シャシフレーム１Ｓの車両前部で且つ、車幅方向中間部に配置された内燃機関であるエンジン２と、エンジン２の動力を図示省略の駆動ラインによって、回転駆動し、車両１を走行させる後輪１５と、図示省略のステアリング装置によって車両の走行操舵を行う前輪１４と、シャシフレーム１Ｓの左側面に配置されたバッテリボックス１６と、該バッテリボックス１６に隣合うように配設された一体ボックス型の廃熱回収装置３が配設されている。
１７はサイドガードで、前輪１４と後輪１５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。
更に、エンジン２の前方には、エンジン本体２ａを冷却して高温になった冷却水を、冷却するラジエータ２１と、該ラジエータ２１の前方に近接して配置され、ターボチャージャ２６で加圧された給気を冷却するインタークーラ２２が配設されている。
【００１５】
シャシフレーム１Ｓは、車幅方向に間隔を有して、車両前後方向に延在した左右一対のＬＨ（左側）サイドフレーム１１及びＲＨ(右側)サイドフレーム１２と、該左右一対のＬＨ及びＲＨサイドフレーム１１、１２に両端部を結合すると共に、車両前後方向に間隔を有して複数配置されたクロスメンバ１３によって、梯子状に構成されている。
【００１６】
バッテリボックス１６内には、車両１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。
【００１７】
図２は廃熱回収装置３とエンジン２との概略構成図を示す。
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
図１及び、図２に示すように、パッケージ３ａ内には、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、発電機３７及び循環路３８と、発電機３７と、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が収納されている。
そして、エンジン２の冷却水路２５と廃熱回収装置３は、冷却水循環ホース３６を介して、冷却水Ｒが循環するようになっている。
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。
【００２１】
図１及び、図３に示すように、前輪１４と後輪１５の間（ホイールベース；ＷＢ）で、且つＬＨサイドフレーム１１の外側には、車両前側からバッテリ１６ａを収納したバッテリボックス１６、該バッテリボックス１６の前後方向後側に隣合うようにして廃熱回収装置３が設けられている。
廃熱回収装置３は、ＬＨサイドフレーム１１の外側に、車両前後方向に間隔を有して配置された２個のブラケット１６を介して装着している。
また、図３のＡ矢視を図４に示すように、ブラケット１６は、断面ハット形状を成し、ハット形の鍔に相当する部分（開口側のフランジ部分）がＬＨサイドフレーム１１の外側面に当接して、該ハット形のフランジ部分に穿設された取付孔を介して、図示省略の締結部材によってＬＨサイドフレーム１１に取付けられる。
また、ハット形断面の頂部に廃熱回収装置３が搭載されている。
廃熱回収装置３は、締結ベルト１７によってブラケット１６に固定される。
締結ベルト１７は、ベルト本体１７ａの一端が、ブラケット１６に配設されたピン１７ｂに巻回して連結し、他端が、該他端に固着されたボルト１７ｃを、ブラケット１６の頂部に穿設された取付孔に嵌入して、ナット１７ｄによって廃熱回収装置３をブラケット１６に締結する構造になっている。
【００２２】
また、本実施形態では、パッケージ型の廃熱回収装置３は、冷却ファン３５が外気を吸込む吸込み口３ｂが、パッケージ３ａの車幅方向外側に設けられ、凝縮器３３を冷却した空気を、ＬＨサイドフレーム１１側に設けられた排出口３ｄからＬＨサイドフレーム１１の外側面向かって排出されるようになっている。
排出された空気は、ブラケット１６によって形成される、ＬＨサイドフレーム１１の外側面とパッケージ３ａとの隙間ｍから外部へ放出されるようになっている。
そして、吸込み口３ｂ及び排出口３ｄには、夫々防塵用のフィルタ３ｃ、３ｅが配設されている。
１８ａは、ＬＨ、ＲＨサイドフレーム１１、１２の上面に架装物１８ｂを載置する際に、架装物１８ｂのベースとなる俗称縦根太と呼ばれるもので、架装物１８ｂにはこれに相当するものが設けられている。
【００２３】
従って、廃熱回収装置３の上面高さを、ＬＨ、ＲＨサイドフレーム１１、１２の上面より若干高い程度に配設すると、排出口３ｄから排出された空気は、架装物１８ｂと廃熱回収装置３の上面との隙間及び、車両下方の両方から車両外部に排出される。
従って、排出口３ｄからの排出空気の排出抵抗が軽減され、冷却ファン３５の駆動抵抗が小さくなり、冷却ファン３５の駆動電力低減が可能となる。
【００２４】
このようにすることで、廃熱回収装置３によってエンジン２の冷却水Ｒ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１６ａ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、エンジン２によるオルタネータ駆動を軽減させて、エンジン２の負荷を軽減することにより車両の走行燃費向上が図れる。
廃熱回収装置３は、ＬＨサイドフレーム１１に対して、外側から着脱自在に設けられるので、シャシフレーム１Ｓの上方に架装される架装物の形状に係わらず容易に搭載することができる。
また、廃熱回収装置３の排出口３ｄをＬＨサイドフレーム１１の外側面側にしたので、排出空気が歩行者に直接あたるのを防止できる。
更に、廃熱回収装置３をバッテリボックス１６に近接して装着したので、廃熱回収装置３の回収エネルギーを電力に変換してバッテリ１６ａに充電する際に、バッテリ１６ａに近い分だけ電気ネルギーの損失を抑制できる。
内燃機関と廃熱回収装置間とを連結する冷却水循環ホースに断熱処置を施したので、廃熱回収装置での廃熱エネルギーの回収量を大きくすることができ、車両の走行燃費の向上が図れる。
更に、廃熱回収装置３とバッテリ１６ａとの距離を短くすることで、バッテリ１６ａに充電する電力ケーブルが短くなりコスト及び重量ともに軽減できる。
【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        車両
１ａ      シャシフレーム
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
１１      ＬＨサイドフレーム
１２      ＲＨサイドフレーム
１４      前輪
１５      後輪
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
Ｒ        冷却水
Ｗ        作動流体
【図１】
2015081532.tif 000003
【図２】
2015081532.tif 000004
【図３】
2015081532.tif 000005
【図４】
2015081532.tif 000006