(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃熱利用回路（５０）の容器（１）であって、
作動媒体（６）がその中を流動できるように、ハウジング内空間（３）を画定するハウジング（２）と、
前記ハウジング内空間（３）に配置されて、補助媒体（７）を収容するシース（４）と、
を備え、
前記ハウジング内空間（３）は、少なくともその一部が前記作動媒体（６）で充填され、および／または、前記作動媒体（６）が流動する空間であり、
前記シース（４）は、ガス状および／または液状の補助媒体（７）で充填されたシース内空間（５）を有し、
前記補助媒体の沸点が前記作動媒体の沸点よりも低くなるように、前記作動媒体と前記補助媒体とが選択され、
前記シース（４）は液密であり、少なくともある領域において熱伝導性を有するように構成され、体積可変の前記シース内空間（５）を画定する、容器（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の容器において、
前記補助媒体（７）の沸点は、前記作動媒体（６）の沸点より、少なくとも１０Ｋ、低い値であることを特徴とする、容器。
【請求項３】
請求項２に記載の容器において、
前記シース（４）は、少なくともある領域において、前記作動媒体（６）と前記補助媒体（７）との間の温度均等化のための熱伝導性材料で構成されていることを特徴とする、容器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の容器において、
前記シース（４）は、液密であって弾性を有するように設計されたメンブレン（１１）を備えるか、または前記メンブレン（１１）として構成されていることを特徴とする、容器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の容器において、
前記シース（４）は、前記ハウジング（２）内の前記作動媒体（６）中で自由移動できるように配置されていることを特徴とする、容器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の容器において、
前記シース（４）は、第１蛇腹部（１９）からなる、容器。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の容器において、
前記ハウジング内空間（３）には、前記ハウジング内空間（３）を、前記作動媒体（６）が流動可能な第１部分空間（１０ａ）と、前記第１部分空間（１０ａ）から流動的に分離された第２部分空間（１０ｂ）と、に分割する分離装置（８）が配置され、
前記ハウジング（２）には、前記ハウジング内空間（３）の前記第２部分空間（１０ｂ）を前記容器（１）の外部環境（１４）に流動的に接続する、均圧化のための開口（１５）が存在することを特徴とする、容器。
【請求項８】
請求項７に記載の容器において、
前記分離装置（８）は、液密であって弾性変形可能な材料からなり、前記２つの部分空間（１０ａ、１０ｂ）の体積比を相対的に変化させる分離要素（９）を備えることを特徴とする、容器。
【請求項９】
請求項７または８に記載の容器において、
前記分離装置（８）は、第２蛇腹部（２２）、または第２蛇腹部（２２）の一部として構成されることを特徴とする、容器。
【請求項１０】
請求項９に記載の容器において、
第２蛇腹部（２２）として構成される前記分離装置（８）と、前記第２部分空間に配置される弾性メンブレン（２９）は、前記シース（４）の一部であることを特徴とする、容器。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の容器において、
弾性メンブレン（２９）は、前記ハウジング（２）とともに、前記シース（４）に対して前記第２蛇腹部（２２）を完成させることを特徴とする、容器。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の容器において、
前記分離装置（８）は、液密であって弾性変形可能な材料からなり、前記２つの部分空間（１０ａ、１０ｂ）の体積比を相対的に変化させる分離要素（９）を備え、
前記分離要素（９）は、さらに別の弾性を有する熱伝導性のメンブレン（１１）と共に前記ハウジング（２）に固定されて、前記ハウジング内空間（３）を３つの部分空間（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）に分割し、
前記分離要素（９）および前記メンブレン（１１）は、前記シース（４）の一部であって、前記部分空間の１つ（１０ｃ）が前記シース（４）によって画定される前記シース内空間（５）であることを特徴とする、容器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の容器において、
前記分離要素（９）および前記メンブレン（１１）が、前記ハウジング（２）の共用ハウジング壁（２６）の内側に固定されることにより、前記共用ハウジング壁（２６）が前記ハウジング（２）の一部と前記シース（４）の一部とを形成することを特徴とする、容器。
【請求項１４】
請求項７〜１３のいずれか一つに記載の容器において、
前記シース（４）は、第１蛇腹部（１９）からなり、前記分離装置（８）は、液密であって弾性を有する材料からなる分離要素（９）を有し、前記第１蛇腹部（１９）は前記第１部分空間（１０ａ）に配置されることを特徴とする、容器。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一つに記載の容器において、
前記作動媒体（６）はエタノールであり、前記補助媒体はメタノールであることを特徴とする、容器。
【請求項１６】
請求項７〜１４のいずれか一つに記載の容器において、
前記ハウジング（２）は、前記作動媒体（６）を前記第１部分空間（１０ａ）へ導入する流入口（１２）と、前記ハウジング（２）に設けられて前記作動媒体（６）を前記第１部分空間（１０ａ）から外部へ流出させる流出口（１３）と、を有し、
少なくとも前記流出口（１３）は、前記ハウジング（２）の下部領域に配置されることを特徴とする、容器。
【請求項１７】
廃熱利用装置の廃熱利用回路（５０）であって、
作動媒体を運搬する運搬装置（５２）と、
前記作動媒体（６）を蒸発させる蒸発器（５３）と、
膨張機（５４）と、
均等化容器として機能する、請求項１〜１６のいずれか一つに記載の容器（１）とを有する、前記作動媒体（６）が循環する、廃熱利用回路。
【請求項１８】
請求項１７に記載の廃熱利用回路（５０）を有する、自動車用の廃熱利用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃熱利用回路用容器と、そのような容器を有する廃熱利用回路とに関する。さらに、本発明は、そのような廃熱利用回路を有する廃熱利用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、とりわけピストンエンジンにおいては、機械駆動力は、燃料を燃焼させることによって発生する。この時、燃料に含まれる化学エネルギーのほとんどは熱として放出され、利用されないままであることが多い。また、往々にして、利用可能な駆動力の一部を、内燃機関とそのユニットとを冷却するために使用しなければならないことがある。廃熱利用装置を用いれば、内燃機関で生じる廃熱を利用して、例えばさらなる駆動力または電気エネルギーを提供することが可能である。これにより、内燃機関の全体的なエネルギー効率を向上させることができる。
【０００３】
このような廃熱利用装置は、例えば「ＥＰ２５７３３３５Ａ２」および「ＤＤ１３６２８０」より公知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
廃熱利用装置は、いわゆるカルノープロセスである、循環プロセスとして構成することができる。いわゆるクラウジウスーランキンプロセスは、特殊なカルノープロセスである。クラウジウスーランキンプロセスでは、作動媒体が廃熱利用回路内を循環する。廃熱利用回路には、作動媒体を蒸発させる蒸発器が配置されている。蒸発器は、この蒸発のために内燃機関から熱を抽出する。廃熱利用回路における蒸発器の下流側には、作動媒体を低圧に減圧する膨張機が配置されている。廃熱利用回路における膨張機の下流側には、作動媒体を液化する凝縮器が配置されている。廃熱利用回路における凝縮器の下流側には、作動媒体を高圧に圧縮する圧縮機が配置されている。作動媒体は、圧縮機から蒸発器へ戻る。膨張機で作動媒体が減圧される際、熱エネルギーが機械駆動エネルギーに変換される。これは、そのまま機械駆動力として利用するか、または発電機によって電気エネルギーに変換することができる。作動媒体を蒸発させるための熱は、例えば内燃機関の排ガスから抽出することができる。廃熱利用回路における凝縮器の下流側に配置されたポンプは、作動媒体を運搬する。
【０００５】
このような従来の廃熱利用回路では、ポンプ内の作動媒体を介して、望ましくないキャビテーション効果が生じうるという不都合があることが分かっている。これは、作動媒体に機械的に接触しているポンプの構成要素に損害を及ぼしうる。極端な場合には、ポンプが破壊されてしまうこともある。
【０００６】
従って、本発明は、廃熱利用回路内で使用する装置であって、作動媒体を駆動するポンプ内での望ましくないキャビテーション効果を相殺する装置を実現することを目的とする。
【０００７】
この目的は、独立請求項の主題によって達成される。好適な実施形態は、従属請求項の主題である。
【０００８】
従って、本発明は、作動媒体を過冷却させることで、作動媒体をできる限り液相のみでポンプ内を流動させるようにする、廃熱利用回路の均等化容器（以下、簡潔に「容器」と呼ぶ）を提供することを基本概念とする。このようにして、不要なキャビテーション効果を防止することができる。
【０００９】
本発明は、前記容器に、好ましくは硬質のハウジングを設けることを提案する。このハウジング内を、廃熱利用回路の作動媒体が流動する。また、前記ハウジングには、液密であって熱伝導性を有する体積可変のシースが配置される。このことにより、前記ハウジングにより画定されるハウジング内空間の有効体積を変えることができる。これは、目的とする前記作動媒体の過冷却のために極めて重要である。前記廃熱利用回路の前記作動媒体は、前記ハウジングに直接導入することができる。前記作動媒体は、前記ハウジング内を流動する間、前記熱伝導性シースを介して、補助媒体と熱的に相互作用することができる。一般に、容器に流入する際の作動媒体は、容器内で静止状態にある補助媒体よりも高温である。シースの熱伝導性により、作動媒体と補助媒体との間で温度平衡が生じるまで、より高温の作動媒体から、より低温の補助媒体へと熱が移動する。ここで、補助媒体の温度がその沸点に達すると、補助媒体の液相は少なくとも部分的に蒸発し始める。このことにより、シースにより画定されるシース内空間は、体積可変なシースの膨張によって拡張される。すると、補助媒体の液相と気相との間で均衡が生じるまで、作動媒体の圧力が上昇する。この均衡状態において、作動媒体の流体圧力は、補助媒体の沸騰圧力に相当する。補助媒体の沸点が作動媒体の沸点よりも低くなるように作動媒体と補助媒体とを選択することにより、作動媒体を、所望のように、常に過冷却された液状で廃熱利用回路内を流動させることができる。特に、外部からの積極的な補助がなくても、所望の過冷却レベルを確保することができる。
【００１０】
温度が低下した作動媒体が、容器の上流側にある廃熱利用回路の凝縮器からハウジング内空間に到達すると、熱の移動によって補助媒体の温度も短時間で低下し、ハウジング内空間に存在する気相の一部が凝縮されて液相となって、シース内空間の体積が減少する。この時、作動媒体が凝縮器から容器へと移動し、過冷却レベルが減少する。この減少は、過冷却が再び所望のレベルに達するまで生じる。
【００１１】
一方、作動媒体が蒸気の状態で凝縮器からハウジング内空間に到達すると、蒸気の体積が増加して流体圧力が直ちに上昇する。このことにより、外部からの制御を行わずとも、自動的に凝縮器の出口において完全な凝縮が生じる。
【００１２】
廃熱利用装置の運転中、廃熱利用回路に組み込まれた均等化容器内で、作動媒体の気相および液相が発生しうる。この結果、凝縮圧力が生じ、作動媒体の過冷却レベルが実質的に一定となる。過冷却された液状の作動媒体が凝縮器から均等化容器へ到達すると、その中の蒸気の一部が凝縮され、均等化容器内の作動媒体の流体圧力は減少する。一方、蒸気が凝縮器から均等化容器に到達すると、均等化容器内の流体圧力は、蒸気の体積増加によって、上昇する。この結果、作動媒体は、凝縮器から流出する際に完全に凝縮される。この凝縮のために外部制御機構を追加する必要はない。均等化容器のすぐ下流側にポンプを配置することにより、廃熱利用回路の作動媒体が常に液状でポンプに流入することが保証されうる。これにより、ポンプ内で不要なキャビテーションが生じることがなくなる。
【００１３】
本発明による、廃熱利用回路用容器は、ハウジング内空間を画定するハウジングを備え、前記作動媒体はこのハウジング内空間内を流動することができる。このために、前記ハウジングの適切な箇所に流入口および流出口を設けることができる。前記ハウジング内空間には、補助媒体を収容するシースが配置される。ここで、前記シースは液密であり、少なくともある領域において熱伝動性を有するように設計される。前記シースは、体積可変のシース内空間を画定する。ここでは、温度均等化のために必要な、２つのハウジング内空間の間での熱移動を数分のうちに、好ましくは数秒のうちに行うことができるあらゆる材料を、「熱伝導性」材料と解釈する。
【００１４】
好ましい実施形態において、前記ハウジング内空間は、少なくともその一部が前記作動媒体で充填され、かつ／または前記作動媒体が流動する空間である。従って、前記シースは、前記作動媒体と流体的に分離されるように、前記補助媒体で充填される。前記シース内の前記補助媒体はガス状および／または液状である。言い換えれば、前記シース内の前記補助媒体は、前記廃熱利用回路内の前記容器の現在の動作状態に応じて、気相または液相、あるいは両方の相を有しうる。ここで、前記補助媒体の沸点は、前記作動媒体の沸点より、好ましくは少なくとも１０Ｋ、より好ましくは少なくとも１４Ｋ低い。前記補助媒体の沸点を前記作動媒体の沸点よりも低くすることにより、前記廃熱利用回路の運転中に、目的とする前記作動媒体の過冷却を容易に行うことができる。
【００１５】
本発明において不可欠な、体積可変の前記シース内空間を実現するためには、前記シースに、液密であって弾性変形可能なメンブレンを設けることが提案される。この目的のために、好ましくはエラストマー、特に好ましくはプラスチックが検討される。
【００１６】
特に好ましくは、前記シースは、外側ハウジング内の、典型的には液状の前記作動媒体中で自由移動できるように配置することができる。このことにより、前記作動媒体と前記補助媒体との間で熱移動がなされている間に、前記シースの体積を特に迅速に拡大または縮小することができる。
【００１７】
さらに好ましい実施形態において、前記シースは、（第１）蛇腹部として構成される。このような蛇腹部により、目的とする、所定方向での前記シースの拡張が可能となる。この所定方向は、蛇腹状に形成された蛇腹部の材料が伸びる方向である。これは、前記容器の設置スペースの縮小につながる。
【００１８】
本発明の別の好適な展開形態において、前記ハウジング内空間には、前記ハウジング内空間を、前記作動媒体が流動可能な第１部分空間と、前記第１部分空間から流体的に分離された第２部分空間とに分割する分離装置が配置される。前記第２部分空間が、前記ハウジングに設けられた均圧化のための開口を介して前記容器の外部環境に流動的に接続されることにより、前記廃熱利用回路の冷温停止（cold shutdown）時に、前記作動媒体が通過する前記容器の有効体積を減少させることができる。したがって、運転中に蒸気で充填され得る廃熱利用回路の構成要素を液相で満たす（フラッディング（flooding））のに十分な流体容量が、常に利用可能である。冷温停止時または凝縮圧力が周囲圧力よりも低くなる時には、前記容器内に存在する前記作動流体の一部を用いて、フラッディングすることができる。前記第１部分空間から分離された前記第２部分空間により、前記均等化容器内での均圧化による減圧が達成できる。その結果、このように、廃熱利用回路内に存在するシールでの漏えいによって、冷温停止時における作動媒体の空気による望ましくない汚染が防止される。
【００１９】
前記分離装置は、液密であって弾性変形可能な材料からなり、前記２つの部分空間の体積比を相対的に変化させる分離要素を備えることにより、特に容易な方法で技術的に実現可能である。
【００２０】
一変形例として、前記分離装置は、（第２）蛇腹部または（第２）蛇腹部の一部として構成される。前記第１および第２蛇腹部を同時に用いることで、特に設置スペースを少なくすることができる。
【００２１】
さらに好ましい実施形態において、構成要素の数と、製造コストとが著しく削減される。この実施形態では、第２の蛇腹部として構成される前記分離装置と、前記第２部分空間に配置された弾性メンブレンとは、シースの「一部」である。
【００２２】
さらに別の好適な展開形態において、前記第２蛇腹部は、弾性メンブレンによって前記シースに完成される。このようにして、前記シースの体積を大きく変動させることができる。
【００２３】
さらに好適な別の展開形態では、設置スペースが特に少なくてすむ。これにより、前記分離装置は、液密であって弾性変形可能な材料からなり、前記２つの部分空間の体積比を相対的に変化させる分離要素を備える。前記分離要素は、さらに別の弾性を有する熱伝導性メンブレンと共に前記ハウジングに固定されて、前記ハウジング内空間を３つの部分空間に分割する。この場合、前記分離要素および前記メンブレンは前記シースの一部であって、第３部分空間は、前記シースによって画定される前記シース内空間となる。
【００２４】
本発明の好適な別の展開形態は、製造が特に容易である。これにより、２つのメンブレンは、前記ハウジングの共用ハウジング壁の内側に固定される。この変形例では、前記共用ハウジング壁が前記ハウジングの一部と前記シースの一部とを形成するように、固定が行われることが好ましい。
【００２５】
別の好ましい実施形態において、前記シースは、第１蛇腹部によって画定される。前記分離装置は、液密であって弾性を有する材料からなる分離要素を有し、前記第１蛇腹部は前記第１部分空間に配置される。
【００２６】
特に好適には、前記作動媒体はエタノールであってもよく、前記補助媒体はメタノールであってもよい。両媒体の沸点は、約１４Ｋ異なるので、これら２つの媒体は、前記作動媒体の望ましい過冷却を確実に行うのに特に好適である。
【００２７】
別の好ましい実施形態において、前記ハウジングは、前記作動媒体を前記第１部分空間へ導入する流入口と、前記ハウジングに設けられて前記作動媒体を前記第１部分空間から外部へ流出させる流出口とを有する。ここで、少なくとも前記流出口は、好ましくは前記ハウジングの下部領域に配置され、特に好ましくは前記ハウジングのハウジング基部に配置される。ここでいう「下部領域」とは、前記廃熱利用回路における前記容器の使用位置である。これらの条件は単独または組み合わせて、前記作動媒体が前記流出口を介して前記容器から取り出される際に、前記作動媒体が液相のみで存在することを確実にすることを目的とする。
【００２８】
本発明のさらに重要な特徴および利点は、従属項、図面ならびに図面の説明により明らかになるだろう。
【００２９】
上述の特徴および以下でさらに説明する特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、それぞれ示された組み合わせだけでなく、他の組み合わせまたは単独で使用されうることを理解されたい。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態を、図面に示し、以下の記載においてさらに説明する。以下の記載において、同一、同様または機能的に同一の構成要素には、同じ参照番号を付す。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の容器の一例を示す。
【図２】図２は、本発明の容器の一例を示す。
【図３】図３は、本発明の容器の一例を示す。
【図４】図４は、本発明の容器の一例を示す。
【図５】図５は、本発明の容器の一例を示す。
【図６】図６は、本発明の容器の一例を示す。
【図７】図７は、本発明の容器の一例を示す。
【図８】図８は、本発明の容器が組み込まれる、廃熱利用装置の廃熱利用回路の構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、本発明の容器１の第１の例を示す。この容器は、自動車用の廃熱利用装置の廃熱利用回路５０において動作可能である。容器１は、機械的に硬質なハウジング２を有する。ハウジング２は、所定体積のハウジング内空間３を画定する。ハウジング内空間３では、作動媒体６が流動する。作動媒体は、ハウジング２に設けられた流入口１２を通ってハウジング内空間３へと導入され、同じくハウジング２に設けられた流出口１３を通って、ハウジング内空間３の外へ誘導されうる。
【００３３】
ハウジング内空間３には、分離装置８が配置される。分離装置８は、ハウジング内空間３を、作動媒体６で充填されうる第１部分空間１０ａと、第１部分空間１０ａから流体的に分離された第２部分空間１０ｂとに分割する。流入口１２および流出口１３は、第１部分空間１０ａに流動的に接続される。分離装置８は、液密であって弾性を有する材料からなり、前記２つの部分空間１０ａ、１０ｂの体積比を相対的に変化させる分離要素９を備える。分離要素９は、メンブレンであってもよく、例えばエラストマーからなっていてもよい。分離要素９は、ハウジング２の内側に接着接続されることで、別の固定手段を用いることなく、ハウジング２に直接固定されうる。接着接続による直接的固定に代えて、例えばクランピングまたはねじ止めといった別の固定方法を用いることもできる。この場合、分離装置８に適当な固定要素を設けることが必要である。その固定要素により、分離要素９とハウジング２のクランピングまたはねじ止めを行うことができる。
【００３４】
図１に示すように、容器１のハウジング２には、均圧化のための開口１５が存在する。この開口により、第２部分空間１０ｂが容器１の外部環境１４に流動的に接続され、第２部分空間１０ａの流体圧力が常に外部環境１４の流体圧力と一致するようになる。また、ハウジング２には、充填および換気のための開口１６が設けられている。この開口は、ハウジング内空間３から遠ざかるようにハウジング２の外側へ突出する、充填および換気のための接続部１７を有する。充填および換気のための開口１６は、ハウジング内空間３の第１部分空間１０ａを容器１の外部環境１４に流動的に接続する。充填および換気のための接続部１７は、適切に構成された封止キャップ１８によって閉じることができる。ハウジング内空間３の第１部分空間１０ａには、シース４がさらに配置される。シース４は液密であって、少なくともある領域において熱伝導性を有するように設計されている。シース４は体積可変のシース内空間５を画定し、このシース内空間５には補助媒体７が配置される。シース４は、図１に概略的に示すように、液密であって弾性を有するメンブレン１１として構成されてもよい。この目的のために、メンブレン１１は、作動媒体６と補助媒体７との間の温度均等化のための熱伝導性材料を含む弾性材料を有する。分離要素の場合と同様に、エラストマーが検討される。
【００３５】
図１に示すように、補助媒体７は、気相７ａと液相７ｂの両方でシース内空間５に存在する。補助媒体７の沸点は、作動媒体６の沸点よりも１０Ｋ、好ましくは少なくとも１４Ｋ低い値である。従って、作動媒体は好ましくはエタノールであり、補助媒体は好ましくはメタノールである。
【００３６】
図１に示す状態において、作動媒体６と補助媒体７の温度は、ほぼ同一である。この状態は、熱伝導性メンブレン１１を介して、元来より高温の作動媒体６から、元来より低温の補助媒体へと熱が移動することによって生じる。補助媒体７が熱を吸収することにより、補助媒体は図１に示す、部分的な液相７ｂを形成する。これは、メンブレン１１によって画定されたシース内空間５において液相７ａと気相７ｂとの間で均衡が生じるまで、作動媒体６の流体圧力の上昇を伴う。ハウジング内空間３の作動媒体６の流体圧力は、シース内空間５内の補助媒体７の沸点に相当する。このように、作動媒体６において、特に外部からの積極的な補助がなくとも、廃熱利用回路５０内での動作のために、所望の過冷却レベルが常に確保される。温度が低下した作動媒体６が、容器１の上流側にある廃熱利用回路の凝縮器からハウジング内空間３に到達すると、熱の移動によって補助媒体７の温度も短時間で低下し、ハウジング内空間に存在する気相７ａの一部が凝縮されて液相７ｂとなる。これに伴い、補助媒体７の流体圧力が減少し、作動媒体６の流体圧力も減少する。この減少は、作動媒体６の過冷却が所望のレベルに再び達するまで生じる。一方、作動媒体６が高温の気体すなわち蒸気として凝縮器からハウジング内空間３に到達すると、作動媒体６および補助媒体７の流体圧力が上昇するので、外部からの制御を行わずとも、自動的に凝縮器の出口において完全な凝縮が生じる。
【００３７】
図１は、作動媒体が所望の過冷却状態である容器１を示す。比較として、図２に、容器１を用いた廃熱利用装置５０がいわゆる冷温停止状態にある、図１の容器を示す。廃熱利用装置５０の冷温停止時に、シールでの漏えいによる作動媒体６の空気汚染を防止するためには、ハウジング内空間３での圧力降下をできる限り防止しなければならない。これは、容器１の外部環境１４に流動的に接続される第２部分空間１０ｂにより行われ、第１部分空間１０ａで起こる圧力低下時に、第１部分空間１０ａの体積を直ちに減少させることができる。このようにして、運転中に気相の作動媒体６で充填される廃熱利用装置５０の廃熱利用回路５１の構成要素を、液相の作動媒体６で満たすことができる。
【００３８】
従って、第１部分空間１０ａの流体圧力が最小許容膨潤圧を下回ると、第１部分空間１０ａは、可撓性の分離装置８により収縮するので、すでに発生した圧力降下を再び軽減することができる。容器１における圧力降下を防止するには、第２部分空間１０ｂを開口１５を介して外部環境１４に接触させて、均圧を行えるようにする。図２を図１と比較すると、ハウジング２のハウジング壁から遠ざかるように分離要素９が移動することにより、図１の状態と比較して、第２部分空間１０ｂの体積が増加し、第１部分空間１０ａの体積が減少する。また、図２から分かるように、第１部分空間１０ａにおいて流体圧力が低下することにより、シース４により画定されたシース内空間５の体積も減少するので、図１の状態ではまだ残っている補助媒体７の気相７ａが完全に凝縮する。
【００３９】
図３に、図１および図２の容器１の変形例を示す。図３の例において、シース４は（第１）蛇腹部１９として構成される。また、図３の容器において、２つの部分空間１０ａ、１０ｂを形成する分離装置８は省略され、ハウジング２には均圧化のための開口１５は設けられていない。図３に明らかに示すように、蛇腹部１９は、第１蛇腹端壁２０ａと、第１蛇腹端壁２０ａに対向する第２蛇腹端壁２０ｂとを有する。２つの蛇腹端壁２０ａ、２０ｂは、実質的に円筒状の蛇腹部１９の正面側を画定する。２つの蛇腹端壁２０ａ、２０ｂは、図１に示す弾性を有する熱伝導性メンブレン１１により、接続される。メンブレン１１は、実質的に円筒状の蛇腹部１９の周壁２１を形成する。この周壁２１は、２つの蛇腹端璧２０ａ、２０ｂに液密に接着接続することにより固定されうる。これに代えて、特にねじ止めやクランピング等のその他の適切な固定方法が検討される。
【００４０】
図４の容器１は、図３に示す例のさらなる展開形態である。図４の容器には、第１蛇腹部１９として構成されたシース４に加えて、分離装置８もまた第２蛇腹部２２として構成されている。第２蛇腹部２２によって画定される空間が、第１部分空間１０ａを形成し、これを補完するハウジング内空間３の領域が、第２部分空間１０ｂを形成する。図４の例において、第１蛇腹部１９は第２部分空間１０ｂに配置される。
【００４１】
図４によれば、第２蛇腹部２１もまた、第１蛇腹端壁２３ａと、それに対向する第２蛇腹端壁２３ｂとを有する。２つの蛇腹端壁２３ａ、２３ｂは、実質的に円筒状の第２蛇腹部２２の正面側を画定する。２つの蛇腹端璧２３ａ、２３ｂは、分離装置８の分離要素９、つまり第２蛇腹部２２により互いに接続されて、液密のメンブレン２４を形成している。このため、分離要素９は、第２蛇腹部２２の周面を画定する弾性周壁２５として構成されている。この周壁２５は、液密に接着接続することで２つの蛇腹端璧２３ａ、２３ｂに固定されうる。これに代えて、図３の例に関連して述べた、特にねじ止めやクランピング等の第１蛇腹部１９の固定方法もまた、検討される。
【００４２】
図４の例では、図１および図２の容器と同様の方法で、流入口１２および流出口１３がハウジング２に設けられる。これらは共に、第２蛇腹部２２によって画定された空間、すなわち第１部分空間１０ａに流動的に接続している。図４に示すように、２つの蛇腹部１９、２２の端璧２０ａおよび２３ｂは、互いに対向して配置されうる。図４に示すように、端璧２３ａは、ハウジング２のハウジング壁２６により形成してもよい。あるいは、端璧２３ａは、例えば接着接続により、このハウジング壁２６に対して平坦に固定してもよい。
【００４３】
また、図４のハウジング２には、図１及び図２の容器と同様の方法により、充填および換気のための開口１６が設けられている。この開口において、充填および換気のための接続部１７が、ハウジング内空間３から遠ざかるようにハウジング２の外側へ突出している。充填および換気のための開口１６は、ハウジング内空間３の第１部分空間１０ａを容器１の外部環境１４に流動的に接続する。充填および換気のための接続部１７は、封止キャップ１８によって密閉することができる。図４の容器１は、第２部分空間１０ｂを容器の外部環境１４に流動的に接続する、均圧化のための開口１５を有する。圧力逃がし弁２８を、充填および換気のための接続部１７上に設けてもよい。
【００４４】
図５に、容器１のさらに別の技術的に実現可能な例を示す。この例において、（第２）蛇腹部２２として構成される分離装置８は、シース４の一部である。第２部分空間１０ｂに配置された弾性メンブレン２９と、ハウジング２のハウジング壁２６とが、第２蛇腹部２２の一部（シース４の一部でもある）を、シース４に完成させる。
【００４５】
図６に示すさらに別の変形例では、分離装置８は、液密であって弾性変形可能な材料からなり、２つの部分空間１０ａ、１０ｂの体積比を相対的に変化させる分離要素９を備える。分離要素９は、さらに別の弾性を有する熱伝導性メンブレン１１と共にハウジング２に固定されて、ハウジング内空間３を３つの部分空間１０ａ、１０ｂ、１０ｃに分割する。分離要素９およびメンブレン１１は、シース４の一部である。第３部分空間１０ｃは、シース４によって画定されるシース内空間５を形成する。分離要素９とメンブレン１１の固定は、図６に示す共用ハウジング壁２６が、ハウジング２の一部とシース４の一部とを形成するように行ってもよい。
【００４６】
図７に示す変形例では、メンブレン１１が、その構造が実質的または正確に図３の蛇腹部１９に対応する第１蛇腹部１９に置き換えられている。図３の例のように、シース４は蛇腹部１９により形成される。分離装置８は、図６と同様の方法で構成され、液密の弾性材料からなるメンブレン２９として実現される。図７に示すように、第１蛇腹部１９は第１部分空間１０ａに配置される。蛇腹部１９の蛇腹端璧２０ａは、ハウジング２のハウジング壁２６により形成されてもよい。これに代えて、蛇腹端璧２０ａは、例えば平坦に接着接続することにより、ハウジング壁２６の内側に固定してもよい。
【００４７】
図５〜図７の例において、ハウジング２は、ハウジング壁２６によって閉じられる、ポット状のハウジングポット２７を有するように構成され、ハウジング壁２６は、カバーの役割を果たす。
【００４８】
図８に、作動媒体６が循環し、先述の容器１が配置される廃熱利用回路５１を有する、廃熱利用装置の構造を概略的に示す。廃熱利用回路５１では、作動媒体６を運搬する運搬ポンプとしての運搬装置５２が、容器１の下流側に配置される。運搬装置５２の下流側には、作動媒体６を蒸発させる２つの蒸発器５３が配置される。蒸発器５３の下流側には、膨張機５４が配置される。膨張機５４の下流側には、凝縮器５５が設けられ、その下流側に容器１が設けられる。したがって、廃熱利用回路５１は閉回路を形成している。凝縮器５５と容器１の間には、作動媒体６をろ過するためのろ過装置５６を任意に設けることができる。
【００４９】
本発明は、廃熱利用回路（５０）の容器（１）に関する。容器（１）は、作動媒体（６）がその中を流動できるように、ハウジング内空間（３）を画定するハウジング（２）と、補助媒体（７）を収容可能かまたは収容しているハウジング内空間（３）に配置されるシース（４）とを備える。本発明によれば、前記シース（４）は液密であり、体積可変であり、少なくともある領域において熱伝導性を有するように設計され、シース内空間（５）を画定する。
【図１】
0006534773.tif 000002
【図２】
0006534773.tif 000003
【図３】
0006534773.tif 000004
【図４】
0006534773.tif 000005
【図５】
0006534773.tif 000006
【図６】
0006534773.tif 000007
【図７】
0006534773.tif 000008
【図８】
0006534773.tif 000009