(57)【要約】【課題】  高圧のサイクルを組むことが可能になり、熱効率を向上させることができるランキンサイクルシステムの提供。【解決手段】  液媒体の圧力を上げる圧縮機２と、圧力が上がった液に熱を加えて気体にする蒸発器３と、気体に更に熱を加える過熱器４と、熱が加えられた気体のエネルギーを運動エネルギーに変換する膨張器５と、変換し終わった気体のエネルギーを液体に戻す凝縮器７とを備えたランキンサイクルシステムにおいて、過熱器４の熱源として蒸発器３の熱源より高い温度の熱源が用いられる。【選択図】      図１
2008255926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液媒体の圧力を上げる圧縮機と、圧力が上がった液に熱を加えて気体にする蒸発器と、気体に更に熱を加える過熱器と、熱が加えられた気体のエネルギーを運動エネルギーに変換する膨張器と、変換し終わった気体のエネルギーを液体に戻す凝縮器とを備えたランキンサイクルシステムにおいて、
前記過熱器の熱源として前記蒸発器の熱源より高い温度の熱源が用いられることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のランキンサイクルシステムにおいて、前記蒸発器の熱源として内燃機関における冷却水の熱エネルギー、又は排気ガスの熱が用いられ、前記過熱器の熱源としてミッションオイルの熱が用いられることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【請求項３】
請求項１または２に記載のランキンサイクルシステムにおいて、低沸点冷媒が用いられていることを特徴とするランキンサイクルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低沸点冷媒を用いたランキンサイクルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、従来熱回生システムとして、車両における冷却水の熱エネルギーを利用して冷媒（Ｒ１３４ａ等）を気体にし、そのエネルギーを電力や動力に変換するランキンサイクルの研究が行われている。
【０００３】
ランキンサイクルのコンポーネント部品としては、液媒体の圧力を上げる圧縮機、圧力が上がった液に熱を加えて気体にする蒸発器、気体に更に熱を加える過熱器、熱が加えられた気体のエネルギーを運動エネルギーに変換する膨張器、変換し終わった気体のエネルギーを液体に戻す凝縮器からなり、蒸発器及び過熱器の熱源としてラジエータの冷却水の熱エネルギーが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−３０８４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のランキンサイクルでは、ランキンサイクルの熱効率を向上させる為には高圧側（圧縮機出口から膨張器入口までの区間）と低圧側（膨張器出口から圧縮機入口までの区間）の圧力差を大きく取れば良いが、低圧側の圧力を下げると、凝縮器入口の冷媒温度と外気温度との温度差が少なくなるため、凝縮器本体のサイズ（容量）が大きくなりすぎるという問題があり、また、逆に、高圧側の圧力を上げると、熱源であるラジエータの冷却水の温度が100度以下であるため、適当なサイクルを組めなくなるという問題点があった。
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は、高圧のサイクルを組むことが可能になり、熱効率を向上させることができるランキンサイクルシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１記載のランキンサイクルシステムは、液媒体の圧力を上げる圧縮機と、圧力が上がった液に熱を加えて気体にする蒸発器と、気体に更に熱を加える過熱器と、熱が加えられた気体のエネルギーを運動エネルギーに変換する膨張器と、変換し終わった気体のエネルギーを液体に戻す凝縮器とを備えたランキンサイクルシステムにおいて、前記過熱器の熱源として前記蒸発器の熱源より高い温度の熱源が用いられることを特徴とする手段とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のランキンサイクルシステムでは、上述のように、過熱器の熱源として蒸発器の熱源より高い温度の熱源が用いられることにより、高圧のサイクルを組むことが可能になり、熱効率を向上させることができるようになるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下にこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
この実施例のランキンサイクルシステムは、請求項１〜３に記載の発明に対応する。
【００１０】
まず、この実施例のランキンサイクルシステムを図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１はこの実施例のランキンサイクルシステムが車両の廃熱を利用するランキンサイクルシステムに適用された例を示すシステム図、図２はこの実施例の作用を説明する圧力−エンタルピ線図である。
【００１２】
このランキンサイクルシステムが適用される車両の廃熱を利用するランキンサイクルシステムは、図１に示すように、液媒体の圧力を上げる圧縮機２と、圧力が上がった液冷媒にさらに熱を加えて気体にする蒸発器３と、気体に更に熱を加える過熱器４と、熱が加えられた気体のエネルギーを運動エネルギーに変換する膨張器５と、変換された運動エネルギーで発電する発電機５１と、電気を保存するバッテリ６と、変換し終わった気体のエネルギーを液冷媒に戻す凝縮器７と、を備えている。
【００１３】
さらに詳述すると、この実施例では、冷媒として低沸点冷媒（Ｒ−１３４ａ）が用いられ、また、上記蒸発器３の熱源として、エンジン８で発生した廃熱エネルギーであるラジエータ９の冷却水の熱エネルギーが用いられる一方、上記過熱器４の熱源として、ラジエータ９の冷却水の熱よりは高い温度であるトランスミッション１０のミッションオイルが用いられている。
【００１４】
次に、この実施例の作用を説明する。
【００１５】
この実施例のランキンサイクルシステムでは上述のように構成されるため、圧縮機２から吐出された高圧の液冷媒は、蒸発器３においてエンジン８で発生した廃熱エネルギー（ラジエータ９の冷却水の熱エネルギー）によって熱が加えられた後、過熱器４においてさらに熱が加えられて高圧の気体に変換される。
【００１６】
この熱が加えられた気体のエネルギーは、膨張機５において運動エネルギーに変換され、この運動エネルギーで発電機５１を回転させることで電気エネルギーに変換され、バッテリ６に蓄電される。
【００１７】
そして、変換し終わった気体のエネルギーは凝縮器７で液冷媒に戻された後、圧縮機２に戻され、再び圧縮して送り出される。
【００１８】
次に、この実施例の効果を説明する。
【００１９】
この実施例のランキンサイクルシステムでは、上述のように、過熱器４の熱源として蒸発器３の熱源より高い温度の熱源が用いられることにより、高圧のサイクルを組むことが可能になり、これにより、熱効率を向上させることができるようになるという効果が得られる。
【００２０】
また、この実施例のランキングサイクルシステムでは、冷媒として低沸点冷媒（Ｒ−１３４ａ）が用いられているが、従来のように蒸発器３と過熱器４の熱源としてラジエータの冷却水を用いた場合は、冷却水温度領域が100度以下であるため、図２の点線で示すように、高圧側を冷媒臨界圧Ｐ以上にすることができないのに対し、この実施例では、過熱器４の熱源として100度以上のミッションオイルを用いることにより、図２の実線で示すように、高圧側を冷媒臨界圧Ｐ以上にする事ができ、これにより、冷媒臨界圧以下でのサイクルより少ない熱量で気体にすることが出来、膨脹機５に液体が流れる事が少なくなる。
【００２１】
また、過熱器４の熱源にトランスミッション１０のミッションオイルを利用することで、過熱器４がミッションオイルを冷やすクーラーの役割を果たす。
【００２２】
以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００２３】
例えば、実施例では、車両の廃熱を利用する例を示したが、熱源は任意である。また、車両に適用する場合、蒸発器３の熱源としては、排気ガスの熱を利用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例のランキンサイクルシステムが車両の廃熱を利用するランキンサイクルに適用された例を示すシステム図である。
【図２】実施例の作用を説明する圧力−エンタルピ線図である。
【符号の説明】
【００２５】
２  圧縮機
３  蒸発器
４  過熱器
５  膨張器
５１  発電機
６  バッテリ
７  凝縮器
８  エンジン
９  ラジエータ
１０  トランスミッション
【図１】
2008255926.tif 000003
【図２】
2008255926.tif 000004