(57)【要約】【課題】  バルブステムシール部材の熱による劣化が抑制されることで、信頼性が向上した、エンジン冷却システム及びエンジン廃熱回収システムを提供する。【解決手段】  排気弁３１ａは、燃焼室３ａ側から排気通路を閉鎖し得るように構成及び配置されている。この排気弁３１ａは、排気弁ステム３１ｂの下端に設けられている。シリンダヘッド３には、バルブステムシール部材３３が装着されている。このバルブステムシール部材３３は、排気弁ステム３１ｂとこれをガイドする孔との隙間をシールするように構成されている。また、シリンダヘッドには、オイル噴射部（シール注油部４３）が設けられている。このオイル噴射部は、バルブステムシール部材３３に向けて潤滑オイルを噴射するように構成されている。【選択図】  図１
2008240613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体状の冷却媒体によってエンジンを冷却し得るように構成されたエンジン冷却システムにおいて、
前記冷却媒体が通過し得る空間である冷却媒体ジャケットが形成された、エンジンブロックと、
前記冷却媒体ジャケットに接続された冷却媒体循環路と、
前記冷却媒体循環路に接続されていて、前記冷却媒体を保温しながら貯留するように構成された、蓄熱タンクと、
前記冷却媒体循環路における前記冷却媒体の循環状態を制御するように構成された、循環状態制御部と、
を備え、
前記循環状態制御部は、暖機運転中における前記冷却媒体ジャケット内を、前記冷却媒体が前記蓄熱タンクに排出された状態とするように構成され、
前記エンジンブロックは、
燃焼室と連通する排気通路が形成されたシリンダヘッドを備え、
前記燃焼室側から前記排気通路を閉鎖し得る排気弁が下端に設けられた棒状の部材である排気弁ステムが貫通される排気弁ステムガイド孔が設けられ、
前記排気弁ステムガイド孔と前記排気弁ステムとの隙間をシールするためのバルブステムシール部材が装着され、
前記バルブステムシール部材に向けて潤滑オイルを噴射するように構成されたオイル噴射部が設けられたことを特徴とする、エンジン冷却システム。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジン冷却システムであって、
前記循環状態制御部は、前記エンジンの始動の際に前記蓄熱タンクから前記冷却媒体ジャケットに前記冷却媒体を導入した後、前記冷却媒体ジャケットから前記蓄熱タンクに前記冷却媒体を排出するように構成されたことを特徴とする、エンジン冷却システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のエンジン冷却システムであって、
前記オイル噴射部には、前記エンジンの運転状態に応じて開閉されることで前記バルブステムシール部材への前記潤滑オイルの噴射状態を制御するように構成された噴射制御弁が設けられていることを特徴とする、エンジン冷却システム。
【請求項４】
エンジンの廃熱から機械的エネルギーを回収し得るように構成されたエンジン廃熱回収システムにおいて、
シリンダと、前記シリンダと連通する排気通路と、が形成された、エンジンブロックと、
液体状の冷却媒体を前記エンジンブロックに向けて噴射するように構成された、冷却媒体噴射部と、
前記冷却媒体噴射部によって噴射された後に気化した前記冷却媒体の蒸気を、前記エンジンブロックの外に導出するように構成された、蒸気導出路と、
前記蒸気導出路に介装されていて、前記排気通路内を通過する前記排気ガスと前記蒸気との熱交換によって当該蒸気を加熱するように構成された、蒸気加熱器と、
前記蒸気導出路に介装されていて、前記蒸気加熱器を経た前記蒸気から機械的エネルギーを回収するように構成された、膨張器と、
前記膨張器を経た前記蒸気を凝縮するように構成された、凝縮器と、
を備え、
前記エンジンブロックは、
前記排気通路が形成されたシリンダヘッドを備え、
前記シリンダ側から前記排気通路を閉鎖し得る排気弁が下端に設けられた棒状の部材である排気弁ステムが貫通される排気弁ステムガイド孔が設けられ、
前記排気弁ステムガイド孔と前記排気弁ステムとの隙間をシールするためのバルブステムシール部材が装着され、
前記バルブステムシール部材に向けて潤滑オイルを噴射するように構成されたオイル噴射部が設けられたことを特徴とする、エンジン廃熱回収システム。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジン廃熱回収システムであって、
前記オイル噴射部には、前記エンジンの運転状態に応じて開閉されることで前記バルブステムシール部材への前記潤滑オイルの噴射状態を制御するように構成された噴射制御弁が設けられていることを特徴とする、エンジン廃熱回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却媒体（coolant）によってエンジンを冷却し得るように構成された、エンジン冷却システムに関する。また、本発明は、前記エンジンの廃熱から機械的エネルギーを回収し得るように構成された、エンジン廃熱回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述のようなエンジン冷却システムにおいて、エンジンの暖機（warming-up）が早期に行われることが要求されている。暖機が早期に行われることで、例えば、フリクションロスが低減され、燃費が向上する。また、暖機が早期に行われて燃焼室や吸気ポートの内壁面の温度が早期に上昇することで、例えば、燃料の気化が適切に行われ、排気エミッションが改善される。
【０００３】
エンジンの暖機性能を向上させるための構成としては、例えば、実開昭６１−３９４２６号公報（特許文献１）、特開２０００−２２０４５７号公報（特許文献２）、特開２００２−１３８８３５号公報（特許文献３）、特開２００５−３５１１７３号公報（特許文献４）に記載されたものが知られている。
【０００４】
例えば、実開昭６１−３９４２６号公報（特許文献１）に開示されているエンジン冷却装置は、暖機運転時にウォータージャケット内の冷却水を抜き取り、暖機完了後に前記ウォータージャケットに前記冷却水を戻すように構成されている。
【０００５】
また、上述のようなエンジン廃熱回収システムとして、例えば、特開平６−８８６２３号公報（特許文献５）、特開２０００−７３７５３号公報（特許文献６）、特開２０００−３４５８３５号公報（特許文献７）に記載されたものが知られている。これらのエンジンは、燃焼熱や摩擦熱等の廃熱によって冷却水（冷却媒体）から蒸気を発生させ、この蒸気の膨張によって機械的エネルギーを回収し得るように構成されている。
【０００６】
これらのエンジン廃熱回収システムは、一般に、エンジンブロックと、供給ポンプと、流入路と、流出路と、加熱器（過熱器）と、エキスパンダ（タービン）と、コンデンサと、を備えている。
【０００７】
前記エンジンブロックには、冷却水循環経路の一部を構成するウォータージャケットが設けられている。前記供給ポンプは、前記流入路を介して、前記ウォータージャケットに前記冷却水を供給するように構成されている。
【０００８】
前記流出路は、前記加熱器に連通している。この加熱器は、排気ガスの熱を熱源として、前記ウォータージャケットから流出した蒸気をさらに加熱（過熱）するように構成されている。
【０００９】
前記エキスパンダは、過熱蒸気の膨張エネルギーを機械的エネルギーに変換するように構成されている。前記コンデンサは、エネルギーを失って低圧となった蒸気を冷却することで液体に凝縮するように構成されている。
【００１０】
かかる構成においては、前記冷却水が、前記流入路から前記ウォータージャケットに供給される。このウォータージャケット内にて、前記冷却水から蒸気が発生する。この蒸気が、前記加熱器により、排気ガスとの熱交換でさらに加熱（過熱）される。
【００１１】
そして、前記エキスパンダにて、加熱（過熱）された蒸気が膨張する。これにより、機械的エネルギーが回収される。その後、エネルギーを失った低圧蒸気は、前記コンデンサに流入し、凝縮されて液体（前記冷却水）となる。このコンデンサにて凝縮された前記冷却水は、再び前記供給ポンプによって前記ウォータージャケットに供給される。
【特許文献１】実開昭６１−３９４２６号公報
【特許文献２】特開２０００−２２０４５７号公報
【特許文献３】特開２００２−１３８８３５号公報
【特許文献４】特開２００５−３５１１７３号公報
【特許文献５】特開平６−８８６２３号公報
【特許文献６】特開２０００−７３７５３号公報
【特許文献７】特開２０００−３４５８３５号公報
【発明の開示】
【００１２】
前記エンジンブロックには、シリンダヘッドが備えられている。このシリンダヘッドには、前記燃焼室やシリンダと連通する排気通路が形成されている。この排気通路は、前記燃焼室における燃料混合気の燃焼によって生じた、比較的高温の排気ガスが、通過する通路である。
【００１３】
このシリンダヘッドには、排気弁ステムガイド孔が設けられている。この排気弁ステムガイド孔には、排気弁ステムが貫通されている。この排気弁ステムは、前記燃焼室ないし前記シリンダ側から前記排気通路を閉鎖し得る排気弁が下端に設けられた棒状の部材である。また、前記シリンダヘッドには、前記排気弁ステムガイド孔と前記排気弁ステムとの隙間をシールするためのバルブステムシール部材が装着されている。
【００１４】
ここで、これらのエンジン冷却システムやエンジン廃熱回収システムにおいて、前記ウォータージャケット内への前記冷却媒体の供給量が少なくなる場合がある。前記ウォータージャケット内がほぼ空になる場合もあり得る。
【００１５】
このような場合、前記シリンダヘッドにおける、前記排気通路近傍の部分が高温となる。すると、前記バルブステムシール部材が、熱によって劣化することがあり得る。
【００１６】
本発明は、前記バルブステムシール部材の熱による劣化が抑制されることで、信頼性が向上した、エンジン冷却システム及びエンジン廃熱回収システムを提供するものである。
【００１７】
＜エンジン冷却システム＞
本発明のエンジン冷却システムは、液体状の冷却媒体によってエンジンを冷却し得るように構成されている。このエンジン冷却システムは、エンジンブロックと、冷却媒体循環路と、蓄熱タンクと、循環状態制御部と、を備えている。
【００１８】
前記エンジンブロックには、冷却媒体ジャケットが形成されている。この冷却媒体ジャケットは、前記冷却媒体が通過し得る空間である。
【００１９】
前記冷却媒体循環路は、前記冷却媒体ジャケットに接続されている。
【００２０】
前記蓄熱タンクは、前記冷却媒体を保温しながら貯留するように構成されている。この蓄熱タンクは、前記冷却媒体循環路に接続されている。
【００２１】
前記循環状態制御部は、前記冷却媒体循環路における前記冷却媒体の循環状態を制御するように構成されている。この循環状態制御部は、暖機運転中における前記冷却媒体ジャケット内を、前記冷却媒体が前記蓄熱タンクに排出された状態とするように構成されている。
【００２２】
本発明の特徴は、前記エンジン冷却システムにおける前記エンジンブロックが、以下の構成を備えたことにある。
【００２３】
前記エンジンブロックは、シリンダヘッドを備えている。このシリンダヘッドには、燃焼室と連通する排気通路が形成されている。
【００２４】
また、前記シリンダヘッドには、排気弁ステムガイド孔が設けられている。この排気弁ステムガイド孔には、棒状の部材である排気弁ステムが貫通されている。この排気弁ステムの下端には、排気弁が設けられている。この排気弁は、前記燃焼室側から前記排気通路を閉鎖し得るように構成及び配置されている。
【００２５】
また、前記シリンダヘッドには、バルブステムシール部材が装着されている。このバルブステムシール部材は、前記排気弁ステムガイド孔と前記排気弁ステムとの隙間をシールするように構成されている。
【００２６】
また、前記シリンダヘッドには、オイル噴射部が設けられている。このオイル噴射部は、前記バルブステムシール部材に向けて潤滑オイルを噴射するように構成されている。
【００２７】
かかる構成を備えた本発明のエンジン冷却システムにおいては、暖機運転中における前記冷却媒体ジャケット内が、前記冷却媒体が前記蓄熱タンクに排出された状態とされる。すなわち、暖機運転中に、前記冷却媒体ジャケット内から前記冷却媒体が抜かれた状態が実現される。この状態で暖機運転が行われることで、前記エンジンブロックが速やかに昇温する。
【００２８】
なお、前記冷却媒体ジャケット内からの前記冷却媒体の前記蓄熱タンクへの排出は、少なくとも暖機運転の完了前に行われる。例えば、この冷却媒体の排出は、始動前（暖機運転開始前）に行われ得る。あるいは、この冷却媒体の排出は、始動後すぐ（暖機運転開始時）に行われ得る。
【００２９】
このように、前記冷却媒体ジャケット内から前記蓄熱タンクへ前記冷却媒体を排出して暖機運転が行われる場合、前記シリンダヘッドにおける、前記排気通路近傍の部分が高温となる。
【００３０】
もっとも、本発明においては、前記オイル噴射部により、前記潤滑オイルが前記バルブステムシール部材に向けて噴射される。これにより、前記バルブステムシール部材が冷却される。
【００３１】
本発明によれば、前記バルブステムシール部材の熱による劣化が抑制される。これにより、エンジン冷却システムの信頼性が向上する。
【００３２】
・前記エンジン冷却システムにおける前記循環状態制御部は、前記エンジンの始動の際に前記蓄熱タンクから前記冷却媒体ジャケットに前記冷却媒体を導入した後、前記冷却媒体ジャケットから前記蓄熱タンクに前記冷却媒体を排出するように構成されていてもよい。
【００３３】
かかる構成においては、まず、始動の際に（例えば始動前に）、前記蓄熱タンクから前記冷却媒体ジャケットに、前記冷却媒体が導入される。すると、当該冷却媒体ジャケット内に導入された前記冷却媒体によって、前記エンジンブロックが加温される（プレヒート）。
【００３４】
続いて、前記冷却媒体ジャケットから前記蓄熱タンクに、前記冷却媒体が排出される。この冷却媒体の排出は、少なくとも暖機運転の完了前に行われる。例えば、この冷却媒体の排出は、始動前（暖機運転開始前）に行われ得る。あるいは、この冷却媒体の排出は、始動後すぐ（暖機運転開始時）に行われ得る。
【００３５】
このように、暖機運転中における前記冷却媒体ジャケット内が、前記冷却媒体が前記蓄熱タンクに排出された状態とされる。すなわち、暖機運転中に、前記冷却媒体ジャケット内から前記冷却媒体が抜かれた状態が実現される。この状態で暖機運転が行われることで、前記エンジンブロックが速やかに昇温する。
【００３６】
かかる構成によれば、以下の（Ａ）（Ｂ）２つが同時に達成される：（Ａ）前記蓄熱タンク内の比較的高温の前記冷却媒体によって前記エンジンブロックが良好に温められる、（Ｂ）前記冷却媒体が前記冷却媒体ジャケット内に収容され続けることに起因する暖機性能の低下が効果的に抑制される。
【００３７】
したがって、かかる構成によれば、暖機がよりいっそう早期に行われ得る。
【００３８】
・前記オイル噴射部には、噴射制御弁が設けられていてもよい。この噴射制御弁は、前記エンジンの運転状態に応じて開閉されることで、前記バルブステムシール部材への前記潤滑オイルの噴射状態を制御するように構成されている。例えば、前記噴射制御弁は、前記シリンダヘッド又は前記冷却媒体の温度に応じて開閉するように構成され得る。
【００３９】
かかる構成においては、前記エンジンの運転状態（例えば、暖機運転の進行状態、前記シリンダヘッドの温度、前記冷却媒体の温度、等）に応じて、前記噴射制御弁が開閉する。これにより、前記エンジンの運転状態に応じて、前記バルブステムシール部材への前記潤滑オイルの噴射状態が制御される。
【００４０】
かかる構成によれば、前記バルブステムシール部材の冷却のための、前記オイル噴射部による前記潤滑オイルの噴射が、前記エンジンの運転状態に応じて適切に行われ得る。
【００４１】
・前記プレヒートが終了して前記冷却媒体ジャケットから前記蓄熱タンクに前記冷却媒体が排出された後、前記冷却媒体ジャケットに前記冷却媒体が再び導入されるように、前記循環状態制御部が構成されていてもよい。
【００４２】
かかる構成においては、前記冷却媒体ジャケットから前記冷却媒体が抜かれた状態で、暖機運転が進行する。そして、所定のタイミングで（例えば暖機運転の終了後に）、前記冷却媒体ジャケットに前記冷却媒体が再び導入される。
【００４３】
かかる構成によれば、前記エンジンブロックの冷却が、適切に行われ得る。
【００４４】
・前記循環状態制御部は、前記冷却媒体ジャケット内を減圧する減圧ポンプを備えていてもよい。この場合、前記循環状態制御部は、前記蓄熱タンクから前記冷却媒体ジャケットに前記冷却媒体を導入する際に、前記冷却媒体が排出された状態の前記冷却媒体ジャケット内を減圧するように構成されている。
【００４５】
かかる構成においては、前記蓄熱タンクから前記冷却媒体ジャケットに前記冷却媒体を導入する際に、前記減圧ポンプが作動する。この減圧ポンプの作動により、前記冷却媒体が排出された状態の前記冷却媒体ジャケット内が、減圧される。すなわち、前記冷却媒体ジャケット内が、負圧になる。この負圧により、前記蓄熱タンクから前記冷却媒体ジャケットへ前記冷却媒体が導入され得る。
【００４６】
かかる構成によれば、前記冷却媒体ジャケット内の負圧により、前記蓄熱タンクから前記冷却媒体ジャケットへの前記冷却媒体の導入が促進され得る。あるいは、前記蓄熱タンクから前記冷却媒体ジャケットへの前記冷却媒体の導入を行うためのポンプが、小型化、省力化、あるいは省略され得る。
【００４７】
＜エンジン廃熱回収システム＞
本発明のエンジン廃熱回収システムは、エンジンの廃熱から機械的エネルギーを回収し得るように構成されている。このエンジン廃熱回収システムは、エンジンブロックと、冷却媒体噴射部と、蒸気導出路と、蒸気加熱器と、膨張器と、凝縮器と、を備えている。
【００４８】
前記エンジンブロックには、シリンダと、排気通路と、が形成されている。前記排気通路は、前記シリンダと連通するように設けられている。
【００４９】
前記冷却媒体噴射部は、液体状の冷却媒体を前記エンジンブロックに向けて噴射するように構成されている。
【００５０】
前記蒸気導出路は、前記冷却媒体噴射部によって噴射された後に気化した前記冷却媒体の蒸気を、前記エンジンブロックの外に導出するように構成されている。
【００５１】
前記蒸気加熱器は、前記蒸気導出路に介装されている。この蒸気加熱器は、前記排気通路内を通過する前記排気ガスと前記蒸気との熱交換によって当該蒸気を加熱するように構成されている。
【００５２】
前記膨張器は、前記蒸気導出路に介装されている。この膨張器は、前記蒸気加熱器を経た前記蒸気から機械的エネルギーを回収するように構成されている。
【００５３】
前記凝縮器は、前記膨張器を経た前記蒸気を凝縮するように構成されている。
【００５４】
本発明の特徴は、前記エンジン廃熱回収システムにおける前記エンジンブロックが、以下の構成を備えたことにある。
【００５５】
前記エンジンブロックは、シリンダヘッドを備えている。このシリンダヘッドには、前記排気通路が形成されている。
【００５６】
また、前記シリンダヘッドには、排気弁ステムガイド孔が設けられている。この排気弁ステムガイド孔には、棒状の部材である排気弁ステムが貫通されている。この排気弁ステムの下端には、排気弁が設けられている。この排気弁は、前記シリンダ側から前記排気通路を閉鎖し得るように構成及び配置されている。
【００５７】
また、前記シリンダヘッドには、バルブステムシール部材が装着されている。このバルブステムシール部材は、前記排気弁ステムガイド孔と前記排気弁ステムとの隙間をシールするように構成されている。
【００５８】
また、前記シリンダヘッドには、オイル噴射部が設けられている。このオイル噴射部は、前記バルブステムシール部材に向けて潤滑オイルを噴射するように構成されている。
【００５９】
かかる構成を備えた本発明のエンジン廃熱回収システムにおいては、前記冷却媒体噴射部によって、液体状の前記冷却媒体が、前記エンジンブロック（前記シリンダヘッドを含む）に噴射される。これにより、当該エンジンブロックが冷却される。また、当該エンジンブロックの冷却に伴い、前記冷却媒体が吸熱する。これにより、前記冷却媒体の蒸気が発生する。
【００６０】
前記蒸気は、前記蒸気導出路を介して前記エンジンブロックから導出され、前記蒸気加熱器に達する。この蒸気加熱器において、前記蒸気は、前記排気通路内を通過する前記排気ガスと前記蒸気との熱交換によって加熱（過熱）される。
【００６１】
加熱された前記蒸気は、前記膨張器にて膨張する。これにより、前記蒸気から機械的エネルギーが回収される。この膨張器を経た前記蒸気は、前記凝縮器に達する。この凝縮器にて、前記蒸気が凝縮される。すなわち、当該凝縮器にて、前記冷却媒体が液体となる。液体となった前記冷却媒体は、再度前記冷却媒体噴射部に供給され得る。
【００６２】
ここで、上述のように、前記エンジン廃熱回収システムにおいては、前記シリンダヘッドに対して前記冷却媒体を噴射することで、当該シリンダヘッドが冷却される。よって、運転状態によっては、前記冷却媒体の前記シリンダヘッドに対する噴射によっても、当該シリンダヘッドが比較的高温となり得る。
【００６３】
もっとも、本発明においては、前記オイル噴射部により、前記潤滑オイルが前記バルブステムシール部材に向けて噴射される。これにより、前記バルブステムシール部材が冷却される。
【００６４】
本発明によれば、前記バルブステムシール部材の熱による劣化が抑制される。これにより、エンジン廃熱回収システムの信頼性が向上する。
【００６５】
・前記オイル噴射部には、前記エンジンの運転状態に応じて開閉されることで前記バルブステムシール部材への前記潤滑オイルの噴射状態を制御するように構成された噴射制御弁が設けられていてもよい。
【００６６】
かかる構成においては、前記エンジンの運転状態に応じて、前記噴射制御弁が開閉する。したがって、前記バルブステムシール部材の冷却のための、前記オイル噴射部による前記潤滑オイルの噴射が、前記エンジンの運転状態に応じて適切に行われ得る。
【００６７】
・前記冷却媒体噴射部に前記冷却媒体を供給する冷却媒体供給路が、前記ステムシール部材の近傍を通るように、前記シリンダヘッドに形成されていてもよい。
【００６８】
かかる構成においては、前記冷却媒体噴射部に供給される前記冷却媒体が、前記シリンダヘッドにおける前記ステムシール部材の近傍の部分を通る。すると、当該部分が、液体状の前記冷却媒体によって冷却される。
【００６９】
かかる構成によれば、熱による前記ステムシール部材の劣化がより効果的に抑制され得る。したがって、エンジン廃熱回収システムの信頼性が、よりいっそう向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７０】
以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において取り敢えず出願人が最良と考えている実施形態）について図面を参照しつつ説明する。
【００７１】
＜エンジンの構成＞
図１は、本発明の実施形態のエンジン冷却システム及びエンジン廃熱回収システムに適用される、複数気筒のエンジンの概略構成を示す、気筒配列方向と垂直な断面による側断面図である。
【００７２】
図１を参照すると、このエンジン１は、エンジンブロック１ａを備えている。エンジンブロック１ａは、エンジン１の本体部を構成する部材である。このエンジンブロック１ａは、シリンダブロック２と、シリンダヘッド３と、を備えている。
【００７３】
シリンダヘッド３には、燃焼室３ａと、吸気ポート３ｂと、排気ポート３ｃと、アッパージャケット３ｄと、動弁装置収容部３ｅと、動弁装置貫通孔３ｆと、が形成されている。
【００７４】
燃焼室３ａは、シリンダヘッド３の下端部であって、気筒配列方向及びストローク方向と垂直な方向における略中央部に形成されている。吸気ポート３ｂ、及び本発明の排気通路の始端部を構成する排気ポート３ｃは、燃焼室３ａと連通するように設けられている。
【００７５】
本発明の冷却媒体ジャケットとしてのアッパージャケット３ｄは、その内部を冷却水（冷却媒体）やその蒸気が通過し得るように構成されている。アッパージャケット３ｄは、燃焼室３ａや排気ポート３ｃの近傍の、シリンダヘッド３が比較的高熱になりそうな箇所に設けられている。なお、アッパージャケット３ｄは、吸気ポート３ｂの近傍や、吸気ポート３ｂと排気ポート３ｃとの間にも形成されている。
【００７６】
動弁装置収容部３ｅは、シリンダヘッド３に装着される後述の動弁装置を収容しつつ、当該動弁装置に潤滑オイルを供給可能な空間として形成されている。動弁装置貫通孔３ｆは、動弁装置収容部３ｅと吸気ポート３ｂとの間に設けられた貫通孔である。また、動弁装置貫通孔３ｆは、動弁装置収容部３ｅと排気ポート３ｃとの間にも設けられている。
【００７７】
シリンダブロック２には、略円筒形状の貫通孔であるシリンダ２１が形成されている。シリンダ２１は、その上端部が燃焼室３ａと連通するように設けられている。このシリンダ２１内には、ピストン２２が、ストローク方向に沿って往復運動可能に収容されている。
【００７８】
シリンダブロック２には、本発明の冷却媒体ジャケットとしての、ロワージャケット２３が形成されている。ロワージャケット２３は、シリンダ２１の外側にて、当該シリンダ２１を囲むように設けられている。具体的には、ロワージャケット２３は、平面視にて略リング状の空間として形成されている。このロワージャケット２３は、その内部を冷却水及びその蒸気が通過し得るように構成されている。
【００７９】
＜＜動弁装置＞＞
シリンダヘッド３には、上述の動弁装置としての、排気側動弁装置３０及び吸気側動弁装置３０’が装着されている。
【００８０】
図２は、図１に示されている排気側動弁装置３０の拡大図である。以下、図１及び図２を参照しつつ、排気側動弁装置３０の構成について説明する。なお、吸気側動弁装置３０’は、排気側動弁装置３０とほぼ同一の構成を備えている。よって、以下の排気側動弁装置３０の構成についての説明は、吸気側動弁装置３０’の構成の説明に援用される。
【００８１】
弁体３１は、排気弁３１ａと、排気弁ステム３１ｂと、から構成されている。排気弁３１ａは、燃焼室３ａ側から排気ポート３ｃを閉鎖し得るように、構成及び配置されている。排気弁ステム３１ｂは、断面が円形の棒状部材である。この排気弁ステム３１ｂの下端には、排気弁３１ａが設けられている。排気弁３１ａと排気弁ステム３１ｂとは、一体に形成されている。
【００８２】
排気弁ステム３１ｂの外側には、管状部材である排気弁ステムガイド３２が設けられている。排気弁ステムガイド３２は、動弁装置貫通孔３ｆに挿通されている。排気弁ステムガイド３２は、その外周面が、動弁装置貫通孔３ｆの内周面と液密的に密着するように、当該動弁装置貫通孔３ｆに装着されている。
【００８３】
排気弁ステムガイド３２には、その軸中心を通るように、排気弁ステムガイド孔３２ａが設けられている。この排気弁ステムガイド孔３２ａには、排気弁ステム３１ｂが貫通されている。排気弁ステムガイド孔３２ａは、排気弁ステム３１ｂがその軸方向に沿って自由に往復移動し得るような内径に形成されている。
【００８４】
排気弁ステムガイド３２の上端部には、バルブステムシール部材３３が装着されている。バルブステムシール部材３３は、排気弁ステムガイド孔３２ａと排気弁ステム３１ｂとの隙間をシールするように構成されている。すなわち、バルブステムシール部材３３は、排気弁ステムガイド孔３２ａの上端部にて、排気弁ステム３１ｂと排気弁ステムガイド孔３２ａとの隙間への潤滑オイルの進入を抑制し得るように構成されている。
【００８５】
バルブステムシール部材３３は、ゴムシーラー３３ａと、シーラー取付環３３ｂと、ガータースプリング３３ｃと、から構成されている。
【００８６】
ゴムシーラー３３ａは、合成ゴム製の管状部材である。このゴムシーラー３３ａは、排気弁ステムガイド３２の上端部を覆うように設けられている。って、ゴムシーラー３３ａの外側は、シーラー取付環３３ｂによって覆われている。
【００８７】
シーラー取付環３３ｂは、側断面視にて略Ｕ字状の金属製の部材である。このシーラー取付環３３ｂの平面部の中央には貫通孔が形成されていて、この貫通孔を介して、ゴムシーラー３３ａの上端部が、シーラー取付環３３ｂの平面部から上方に突出している。このゴムシーラー３３ａの上端の突出部には、貫通孔が形成されていて、この貫通孔には排気弁ステム３１ｂが挿通されている。
【００８８】
また、ゴムシーラー３３ａの上端の突出部の外側には、ガータースプリング３３ｃが装着されている。ガータースプリング３３ｃは、金属製のリング状の部材であって、ゴムシーラー３３ａの上端の突出部を外側から締め付けることで、当該突出部を排気弁ステム３１ｂの外周面に圧接させるように構成されている。
【００８９】
排気弁ステム３１ｂの上端部には、バルブコッタ３４が装着されている。このバルブコッタ３４の外側には、コイルスプリングリテーナ３５が装着されている。すなわち、コイルスプリングリテーナ３５は、バルブコッタ３４を介して、排気弁ステム３１ｂの上端部に装着されている。
【００９０】
コイルスプリングリテーナ３５は、上端にフランジ部を備えた管状の部材であって、その下側にはコイルスプリング３６が配置されている。コイルスプリング３６は、コイルスプリングリテーナ３５のフランジ部を上方に付勢するように構成されている。
【００９１】
コイルスプリング３６の上端部、及びコイルスプリングリテーナ３５は、バルブリフター３７によって覆われている。
【００９２】
バルブリフター３７は、排気弁３１ａの動きをスムースにするための部材であって、側断面視にて略Ｕ字状に形成されている。このバルブリフター３７の頂面は、カム３８に当接されている。
【００９３】
＜＜動弁装置への注油部＞＞
また、シリンダヘッド３には、動弁装置注油部４０が設けられている。動弁装置注油部４０は、排気側動弁装置３０及び吸気側動弁装置３０’にそれぞれ対応するように配置されている。
【００９４】
動弁装置注油部４０は、動弁装置収容部３ｅ内に配置された配管部材から構成されている。具体的には、本実施形態における動弁装置注油部４０は、オイル輸送管４１と、カムシャフト注油部４２と、シール注油部４３と、噴射制御弁４４と、を備えている。
【００９５】
カムシャフト注油部４２は、オイル輸送管４１から分岐するように設けられた細管状のオイルジェットであって、カム３８が装着されたカムシャフトに向けて潤滑オイルを噴射し得るように構成されている。本発明のオイル噴射部としてのシール注油部４３も、オイル輸送管４１から分岐するように設けられた細管状のオイルジェットであって、バルブステムシール部材３３に向けて潤滑オイルを噴射し得るように構成されている。
【００９６】
噴射制御弁４４は、エンジン１の運転状態に応じて開閉されることで、バルブステムシール部材３３への潤滑オイルの噴射状態を制御するように構成されている。具体的には、本実施形態においては、噴射制御弁４４は、シリンダヘッド３の温度に応じて作動するバイメタル機構を備えた感温作動弁として構成されている。
【００９７】
＜実施形態のエンジン冷却システムの概略構成＞
図３は、図１に示されているエンジン１を備えた、本発明のエンジン冷却システムの一実施形態の概略構成図である。本実施形態のエンジン冷却システム１００は、液体状の冷却媒体としての冷却水によって、エンジン１を冷却し得るように構成されている。
【００９８】
図３を参照すると、エンジン冷却システム１００は、エンジン１と、ラジエータ１０５と、蓄熱タンク１０６と、これらを接続する本発明の冷却媒体循環路としての冷却水循環路１７０と、循環状態制御部１８０と、を備えている。エンジン１、ラジエータ１０５、及び蓄熱タンク１０６は、冷却水循環路１７０に接続されている。
【００９９】
蓄熱タンク１０６は、冷却水を保温しながら貯留するように構成されている。本実施形態においては、蓄熱タンク１０６は、エンジンブロック１ａよりも低い位置に配置されている。すなわち、蓄熱タンク１０６は、ロワージャケット２３及びアッパージャケット３ｄ（図１参照）よりも低い位置に配置されている。
【０１００】
＜＜冷却水循環路の構成＞＞
冷却水循環路１７０は、シリンダヘッド接続路１７１と、ラジエータ流入路１７２と、ラジエータ流出路１７３と、シリンダブロック接続路１７４と、ラジエータバイパス路１７５と、第一タンク接続路１７６と、第二タンク接続路１７７と、を備えている。
【０１０１】
シリンダヘッド接続路１７１の一端部は、シリンダヘッド３（図１におけるアッパージャケット３ｄ）と接続されている。シリンダヘッド接続路１７１の他端部は、ラジエータ流入路１７２の一端部と接続されている。ラジエータ流入路１７２の他端部は、ラジエータ１０５における、冷却水流入口と接続されている。
【０１０２】
ラジエータ流出路１７３の一端部は、ラジエータ１０５における、冷却水排出口と接続されている。ラジエータ流出路１７３の他端部は、シリンダブロック接続路１７４の一端部と接続されている。シリンダブロック接続路１７４の他端部は、シリンダブロック２（図１におけるロワージャケット２３）に接続されている。
【０１０３】
ラジエータ流入路１７２とラジエータ流出路１７３とを接続するように、ラジエータバイパス路１７５が設けられている。
【０１０４】
第一タンク接続路１７６の一端部は、シリンダヘッド接続路１７１とラジエータ流入路１７２との接続部に接続されている。第一タンク接続路１７６の他端部は、蓄熱タンク１０６の上部に設けられた冷却水流入口と接続されている。
【０１０５】
第二タンク接続路１７７の一端部は、蓄熱タンク１０６の底部に設けられた冷却水流出入口と接続されている。第二タンク接続路１７７の他端部は、シリンダブロック接続路１７４とラジエータ流出路１７３との接続部に接続されている。
【０１０６】
第二タンク接続路１７７には、排気路１７８の一端部が接続されている。排気路１７８の他端部は、外気と連通するように設けられている。
【０１０７】
＜＜循環状態制御部の構成＞＞
循環状態制御部１８０は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１８０ａ、及び後述する各種のセンサ、ポンプ、及びバルブを備えている。ＥＣＵ１８０ａは、ＣＰＵ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等からなり、各種のセンサの出力に基づいて、各種のポンプやバルブの作動を制御するための信号を発するように構成されている。
【０１０８】
冷却水温センサ１８１は、シリンダヘッド３に設けられている。この冷却水温センサ１８１は、シリンダヘッド３（図１におけるアッパージャケット３ｄ）内の冷却水温に応じた出力を生じるように構成されている。
【０１０９】
壁温センサ１８２は、シリンダヘッド３に設けられている。この壁温センサ１８２は、シリンダヘッド３の壁温に応じた出力を生じるように構成されている。
【０１１０】
シリンダヘッド接続路１７１とラジエータ流入路１７２と第一タンク接続路１７６との接続部には、第一バルブ１８３が設けられている。この第一バルブ１８３は、電動三方弁であって、ＥＣＵ１８０ａからの制御信号によって各ポートの開閉状態及び各ポート間の連通方向を切り換え得るように構成されている。
【０１１１】
ラジエータ流出路１７３とシリンダブロック接続路１７４と第二タンク接続路１７７との接続部には、第二バルブ１８４が設けられている。この第二バルブ１８４は、電動三方弁であって、上述の第一バルブ１８３と同様に、ＥＣＵ１８０ａからの制御信号によって動作するように構成されている。
【０１１２】
第二タンク接続路１７７と排気路１７８との接続部には、第三バルブ１８５が設けられている。この第三バルブ１８５は、電動三方弁であって、上述の第一バルブ１８３や第二バルブ１８４と同様に、ＥＣＵ１８０ａからの制御信号によって動作するように構成されている。
【０１１３】
ラジエータ流出路１７３とラジエータバイパス路１７５との接続部には、第四バルブ１８６が設けられている。この第四バルブ１８６は、サーモスタット式三方弁であって、冷却水温に応じて各ポート間の連通方向を切り換え得るように構成されている。
【０１１４】
ラジエータ流出路１７３における、第二バルブ１８４と第四バルブ１８６との間の位置には、第一クーラント送出ポンプ１８７が介装されている。この第一クーラント送出ポンプ１８７は、メカニカルポンプであって、エンジン１の運転（図１におけるピストン２２の上下運動）によって回転駆動されるように構成されている。
【０１１５】
第二タンク接続路１７７における、第三バルブ１８５と蓄熱タンク１０６との間の位置には、第二クーラント送出ポンプ１８８が介装されている。この第二クーラント送出ポンプ１８８は、電動ポンプであって、ＥＣＵ１８０ａからの制御信号によって動作するように構成されている。
【０１１６】
バキュームポンプ１８９は、排気路１７８に介装されている。このバキュームポンプ１８９としては、例えば、ディーゼルエンジンを備えた車両に搭載される機械式のポンプ（ブレーキブースター用ポンプ等）が用いられ得る。
【０１１７】
＜実施形態のエンジン冷却システムの動作＞
図４ないし図１０は、図３に示されているエンジン冷却システム１００の動作の様子を示す概略図である。以下、図４ないし図１１を用いて、本実施形態のエンジン冷却システム１００の動作について説明する。
【０１１８】
ここで、図４ないし図１０において、各バルブにおけるポートで黒塗りになっているものは、当該ポートが閉塞されていることを示すものとする。また、ポンプで黒塗りになっているものは、当該ポンプが停止していることを示すものとする。
【０１１９】
前回のエンジン停止後しばらく経過した状態においては、図４に示されているように、エンジンブロック１ａから蓄熱タンク１０６に冷却水が排出されている。すなわち、蓄熱タンク１０６には、前回の運転時にエンジンブロック１ａによって暖められた温水が貯留されている。
【０１２０】
この状態においては、すべてのポンプは停止している。また、第一バルブ１８３における、第一タンク接続路１７６へのポートが閉塞されている。また、第二バルブ１８４における、第二タンク接続路１７７へのポートが閉塞されている。また、第三バルブ１８５における、排気路１７８と蓄熱タンク１０６との連通が遮断されている。すなわち、第三バルブ１８５における、第二タンク接続路１７７における蓄熱タンク１０６側の部分（第三バルブ１８５と蓄熱タンク１０６との間の部分）へのポートが閉塞されている。また、第四バルブ１８６における、ラジエータ流出路１７３の前記一端部（ラジエータ１０５の冷却水排出口と接続されている部分）へのポートが閉塞されている。
【０１２１】
ここで、所定の条件により、エンジンが始動されようとしていることが検知される。この検知は、例えば、ドアカーテシ照明のスイッチ、着座スイッチ、イグニッションスイッチ、シートベルト装着センサ、等の、各種のスイッチ及びセンサの信号に基づいて行われ得る。
【０１２２】
すると、図５に示されているように、第一バルブ１８３における、シリンダヘッド接続路１７１へのポートが閉塞される。また、第二バルブ１８４においては、ラジエータ流出路１７３へのポートが閉塞され、シリンダブロック接続路１７４と第二タンク接続路１７７とが連通される。また、第三バルブ１８５においては、第二タンク接続路１７７における蓄熱タンク１０６側の部分（第三バルブ１８５と蓄熱タンク１０６との間の部分）へのポートが閉塞され、第二タンク接続路１７７におけるシリンダブロック２側の部分（第三バルブ１８５と第二バルブ１８４との間の部分）と排気路１７８とが連通される。
【０１２３】
この状態で、バキュームポンプ１８９が駆動される。これにより、エンジンブロック１ａ内（図１におけるアッパージャケット３ｄ及びロワージャケット２３内）が減圧され、負圧となる。同様に、第二タンク接続路１７７におけるシリンダブロック２側の部分、及びシリンダブロック接続路１７４もまた減圧され、負圧となる。
【０１２４】
その後、図６に示されているように、第三バルブ１８５の動作によって、第二タンク接続路１７７におけるシリンダブロック２側の部分は、排気路１７８との連通が遮断される一方、第二タンク接続路１７７における蓄熱タンク１０６側の部分と連通される。これにより、シリンダブロック２と、蓄熱タンク１０６の底部に設けられた冷却水流出入口とが、第二タンク接続路１７７を介して連通する。
【０１２５】
また、第一バルブ１８３においては、ラジエータ流入路１７２へのポートが閉塞される一方、シリンダヘッド接続路１７１と第一タンク接続路１７６とが連通される。これにより、シリンダヘッド３と、蓄熱タンク１０６の上部に設けられた冷却水流入口とが、第一タンク接続路１７６を介して連通する。
【０１２６】
このように、第一バルブ１８３及び第二バルブ１８４によってエンジンブロック１ａと蓄熱タンク１０６とが連通された状態で、第二クーラント送出ポンプ１８８が、冷却水を蓄熱タンク１０６からシリンダブロック２に送る方向に駆動される。すると、上述の負圧、及び第二クーラント送出ポンプ１８８の駆動により、蓄熱タンク１０６内の温水がシリンダブロック２（エンジンブロック１ａ）に導入される。
【０１２７】
シリンダブロック２（エンジンブロック１ａ）に対する温水の導入が終了すると、図７に示されているように、第一バルブ１８３及び第二バルブ１８４によってエンジンブロック１ａと蓄熱タンク１０６との連通が遮断され、第二クーラント送出ポンプ１８８が停止する。
【０１２８】
このように、シリンダブロック２に温水が導入されることで、始動前にシリンダブロック２が温水によって暖められる。すなわち、「プレヒート」が行われる。
【０１２９】
プレヒート終了後、図８に示されているように、各バルブが図６の温水導入時と同じ状態に設定されるとともに、第二クーラント送出ポンプ１８８が、冷却水をシリンダブロック２から蓄熱タンク１０６に送る方向に駆動される。これにより、冷却水が、エンジンブロック１ａから蓄熱タンク１０６に排出される。
【０１３０】
エンジンブロック１ａから蓄熱タンク１０６への冷却水の排出が完了すると、図９に示されているように、第一バルブ１８３及び第二バルブ１８４の状態が、エンジンブロック１ａと蓄熱タンク１０６との連通を遮断するような状態（図７と同様の状態）に設定される。
【０１３１】
このように、プレヒートが終了してエンジンブロック１ａから蓄熱タンク１０６に冷却水が排出された状態で、暖機運転が行われる。これにより、エンジンブロック１ａ（特にシリンダブロック２）の暖機が早期に行われる。
【０１３２】
図１を参照すると、暖機運転中を含むエンジン１の運転中は、動弁装置注油部４０におけるカムシャフト注油部４２によって、カム３８及び３８’が設けられたカムシャフトに対して、潤滑オイルが噴射される。ここで、シリンダヘッド３の壁温が低温のうちは、噴射制御弁４４は開弁しない。よって、シリンダヘッド３の壁温が低温のうちは、シール注油部４３からの潤滑オイルの噴射は行われない。
【０１３３】
壁温センサ１８２の出力により、シリンダヘッド３の壁温が所定の高温となったことが判定されると、噴射制御弁４４が開弁する。すると、シール注油部４３から、バルブステムシール部材３３及び３３’への潤滑オイルの噴射が行われる。これにより、バルブステムシール部材３３及び３３’が冷却される。特に、排気側動弁装置３０におけるバルブステムシール部材３３が、潤滑オイルの噴射によって冷却される。したがって、バルブステムシール部材３３（特にゴムシーラー３３ａ）の熱による劣化が抑制される。
【０１３４】
エンジンブロック１ａ（特にシリンダブロック２）の暖機が所定の程度行われた後には、上述と同じ要領で、エンジンブロック１ａ内に冷却水が再導入される。
【０１３５】
冷却水の再導入後であって、冷却水温が所定温度以下の場合、図１０に示されているように、第一クーラント送出ポンプ１８７の動作によって、冷却水が、シリンダブロック２→シリンダヘッド３→シリンダヘッド接続路１７１→ラジエータバイパス路１７５→シリンダブロック接続路１７４→シリンダブロック２、という経路で循環する。
【０１３６】
冷却水温センサ１８１の出力により、冷却水温が所定温度を超えたことが判定された場合、図１１に示されているように、第四バルブ１８６が切り換えられる。これにより、却水が、シリンダブロック２→シリンダヘッド３→シリンダヘッド接続路１７１→ラジエータ流入路１７２→ラジエータ１０５→ラジエータ流出路１７３→シリンダブロック接続路１７４→シリンダブロック２、という経路で循環する。
【０１３７】
＜＜実施形態のエンジン冷却システムによる効果＞＞
・本実施形態のエンジン冷却システム１００においては、エンジンブロック１ａから冷却水が排出された状態で暖機運転が行われる際に、シリンダヘッド３の壁温が所定の高温となると、シール注油部４３によってバルブステムシール部材３３に潤滑オイルが噴射され、バルブステムシール部材３３が冷却される。これにより、バルブステムシール部材３３の熱による劣化が抑制され、エンジン冷却システム１００の信頼性が向上する。
【０１３８】
・本実施形態のエンジン冷却システム１００においては、シリンダヘッド３の壁温が低温のうちは、噴射制御弁４４が開弁せず、シール注油部４３からの潤滑オイルの噴射が行われない。よって、排気側動弁装置３０に対する潤滑オイルの噴射が、エンジン１の運転状態に応じて適切に行われ得る。
【０１３９】
・本実施形態のエンジン冷却システム１００においては、蓄熱タンク１０６内に貯留されている温水が、エンジン１の始動の際に、エンジンブロック１ａ（アッパージャケット３ｄ及びロワージャケット２３）に導入され、その後に、エンジンブロック１ａから蓄熱タンク１０６に冷却水が排出される。
【０１４０】
これにより、エンジンブロック１ａが良好にプレヒートされるとともに、暖機運転の進行が良好に促進される。
【０１４１】
・本実施形態のエンジン冷却システム１００においては、プレヒートが終了してエンジンブロック１ａ（アッパージャケット３ｄ及びロワージャケット２３）から蓄熱タンク１０６に冷却水が排出された後、エンジンブロック１ａに冷却水が再び導入される。これにより、エンジンブロック１ａの冷却が、適切に行われ得る。
【０１４２】
・本実施形態のエンジン冷却システム１００においては、エンジンブロック１ａ（アッパージャケット３ｄ及びロワージャケット２３）内に冷却水を導入する際に、バキュームポンプ１８９によってエンジンブロック１ａ内が減圧され、負圧となる。これにより、エンジンブロック１ａ内へ冷却水の導入が良好に促進される。したがって、第二クーラント送出ポンプ１８８が、小型化、省力化され得る。
【０１４３】
＜実施形態のエンジン廃熱回収システムの概略構成＞
図１２は、図１に示されているエンジン１を備えた、本発明のエンジン廃熱回収システムの一実施形態の概略構成図である。本実施形態のエンジン廃熱回収システム２００は、エンジン１の廃熱から機械的エネルギーを回収し得るように構成されている。また、本実施形態のエンジン廃熱回収システム２００は、エンジン冷却システムとしての機能も備えるように構成されている。
【０１４４】
本実施形態のエンジン廃熱回収システム２００は、冷却水循環路２７０と、循環状態制御部２８０と、廃熱回収部２９０と、を備えている。
【０１４５】
冷却水循環路２７０は、第一シリンダヘッド接続路２７１と、第二シリンダヘッド接続路２７２と、シリンダブロック接続路２７３と、ラジエータ流入路２７４と、ラジエータ流出路２７５と、タンク流入路２７６と、タンク流出路２７７と、噴射部供給路２７８と、廃熱回収循環路２７９と、を備えている。
【０１４６】
第一シリンダヘッド接続路２７１の一端部は、シリンダヘッド３（アッパージャケット３ｄ）と接続されている。第二シリンダヘッド接続路２７２の一端部も、シリンダヘッド３と接続されている。第二シリンダヘッド接続路２７２の他端部は、シリンダブロック接続路２７３と接続されている。
【０１４７】
シリンダブロック接続路２７３の一端部は、シリンダブロック２と接続されている。シリンダブロック接続路２７３の他端部は、第二シリンダヘッド接続路２７２と接続されている。
【０１４８】
ラジエータ流入路２７４の始端部は、第二シリンダヘッド接続路２７２とシリンダブロック接続路２７３との接続部と接続されている。ラジエータ流入路２７４の末端部は、ラジエータ２０５における、冷却水流入口と接続されている。
【０１４９】
ラジエータ流出路２７５の始端部は、ラジエータ２０５における、冷却水排出口と接続されている。ラジエータ流出路２７５の末端部は、第一シリンダヘッド接続路２７１の前記一端部と反対側の他端部と接続されている。ラジエータ流出路２７５と第一シリンダヘッド接続路２７１との接続部と、蓄熱タンク２０６とは、タンク流入路２７６によって接続されている。タンク流入路２７６は、蓄熱タンク２０６の上部に設けられた冷却水流入口と接続されている。
【０１５０】
タンク流出路２７７の始端部は、蓄熱タンク２０６の底部に設けられた冷却水排出口と接続されている。タンク流出路２７７の末端部は、第二シリンダヘッド接続路２７２と接続されている。また、タンク流出路２７７から分岐するように、噴射部供給路２７８が設けられている。
【０１５１】
本発明の蒸気導出路としての廃熱回収循環路２７９の始端部は、シリンダヘッド３（アッパージャケット３ｄ）の最上部に設けられた蒸気排出口と接続されている。すなわち、廃熱回収循環路２７９は、気化した冷却水の蒸気を、エンジンブロック１ａ（アッパージャケット３ｄ）の外に導出するように構成されている。廃熱回収循環路２７９の末端部は、タンク流入路２７６と接続されている。
【０１５２】
循環状態制御部２８０は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２８０ａ、及び後述する各種のセンサ、ポンプ、及びバルブを備えている。ＥＣＵ２８０ａは、ＣＰＵ、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ等からなり、各種のセンサの出力に基づいて、各種のポンプやバルブの作動を制御するための信号を発するように構成されている。
【０１５３】
温度センサ２８０ｄは、シリンダヘッド３に設けられている。この温度センサ２８０ｄは、シリンダヘッド３内（アッパージャケット３ｄ内）の冷却水の温度に応じた信号を生じるように構成されている。
【０１５４】
シリンダブロック接続路２７３には、第一ポンプ２８０Ｐ１が介装されている。また、シリンダブロック接続路２７３とラジエータ流入路２７４との接続位置には、三方弁からなるラジエータバイパスバルブ２８０Ｖ１が設けられている。すなわち、ラジエータバイパスバルブ２８０Ｖ１とシリンダブロック２との間に、第一ポンプ２８０Ｐ１が介装されている
【０１５５】
噴射部供給路２７８がタンク流出路２７７から分岐する位置には、三方弁からなるタンク貯留制御バルブ２８０Ｖ２が介装されている。また、タンク流出路２７７における、タンク貯留制御バルブ２８０Ｖ２と蓄熱タンク２０６との間には、第二ポンプ２８０Ｐ２が介装されている。
【０１５６】
切換バルブ２８０Ｖ３は、三方弁からなり、第一シリンダヘッド接続路２７１とタンク流入路２７６とが接続されている位置に介装されている。
【０１５７】
廃熱回収部２９０は、過熱器２９１と、排気通路２９２と、タービン２９３と、コンデンサ２９４と、冷却水噴射部２９５と、を備えている。過熱器２９１、タービン２９３、及びコンデンサ２９４は、廃熱回収循環路２７９における蒸気の流動方向に沿って、この順で廃熱回収循環路２７９に介装されている。冷却水噴射部２９５は、噴射部供給路２７８と接続されている。
【０１５８】
本発明の蒸気加熱器としての過熱器２９１は、排気ポート３ｃ（図１参照）から排出された排気ガスの通路である排気通路２９２と接続されている。この過熱器２９１は、排気ガスと蒸気との熱交換によって、シリンダヘッド３から排出された蒸気を加熱し得るように構成されている。
【０１５９】
本発明の膨張器としてのタービン２９３は、過熱器２９１を経て生成された過熱蒸気から、機械的エネルギーを回収し得るように構成されている。すなわち、タービン２９３は、回転羽根を備えていて、過熱器２９１から導入された過熱蒸気の膨張によって当該回転羽根が回転するように構成されている。
【０１６０】
コンデンサ２９４は、タービン２９３を経た蒸気を、外気との熱交換によって冷却することで、凝縮し得るように構成されている。このコンデンサ２９４は、ラジエータと同様の構造に構成されている。
【０１６１】
シリンダヘッド３には、本発明の冷却媒体噴射部としての冷却水噴射部２９５が装着されている。この冷却水噴射部２９５は、液体状の冷却水を、アッパージャケット３ｄの内壁面に向けて噴射し得るように、構成及び配置されている。具体的には、本実施形態においては、冷却水噴射部２９５は、燃料噴射用ノズルと同様の構造を有していて、冷却水を細かい液滴状にして勢いよく噴射し得るように構成されている。
【０１６２】
＜実施形態のエンジン廃熱回収システムの動作＞
図１３ないし図１７は、図１２に示されているエンジン廃熱回収システム２００の動作の様子を示す概略図である。以下、図１３ないし図１７を用いて、本実施形態のエンジン廃熱回収システム２００の動作について説明する。
【０１６３】
ここで、図１３ないし図１７において、各バルブにおけるポートで黒塗りになっているものは、当該ポートが閉塞されていることを示すものとする。また、ポンプで黒塗りになっているものは、当該ポンプが停止していることを示すものとする。
【０１６４】
まず、始動前の初期状態においては、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３内から冷却水が排出されている一方、温水が蓄熱タンク２０６内に貯留されている。また、すべてのポンプは停止している。
【０１６５】
ここで、上述と同様に、エンジンが始動されようとしていることが検知されると、プレヒートが行われる。この始動前のプレヒート時においては、まず、図１３に示されているように、ラジエータバイパスバルブ２８０Ｖ１によって、第二シリンダヘッド接続路２７２とシリンダブロック接続路２７３とが連通される一方、これらとラジエータ２０５との連通は遮断される。
【０１６６】
また、タンク貯留制御バルブ２８０Ｖ２によって、第二ポンプ２８０Ｐ２と第二シリンダヘッド接続路２７２とが連通される一方、これらと噴射部供給路２７８との連通は遮断される。
【０１６７】
さらに、切換バルブ２８０Ｖ３によって、第一シリンダヘッド接続路２７１とタンク流入路２７６とが連通される一方、これらとラジエータ流出路２７５との連通は遮断される。
【０１６８】
この状態で、第一ポンプ２８０Ｐ１及び第二ポンプ２８０Ｐ２が駆動される。これにより、蓄熱タンク２０６内の温水が、タンク流出路２７７及び第二シリンダヘッド接続路２７２（タンク流出路２７７との接続部とラジエータバイパスバルブ２８０Ｖ１との間の部分）を通って第一ポンプ２８０Ｐ１に達し、シリンダブロック２内に流入する。シリンダブロック２に流入した温水は、シリンダヘッド３（アッパージャケット３ｄ）に流入する。
【０１６９】
シリンダヘッド３から第二シリンダヘッド接続路２７２に流出した温水は、第一ポンプ２８０Ｐ１により、当該第二シリンダヘッド接続路２７２及びシリンダブロック接続路２７３を通って、シリンダブロック２に再度流入する。シリンダヘッド３から第一シリンダヘッド接続路２７１に流出した温水は、タンク流入路２７６を通って、蓄熱タンク２０６に還流する。
【０１７０】
このようにして、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３に蓄熱タンク２０６から温水が供給されることで、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３がプレヒートされる。
【０１７１】
その後、図１４に示されているように、第一ポンプ２８０Ｐ１及び第二ポンプ２８０Ｐ２が、プレヒート時とは逆方向に冷却水を送出するように駆動されることで、シリンダブロック２及びシリンダヘッド３内の冷却水が、蓄熱タンク２０６に回収される。この状態で暖機運転が行われることで、シリンダブロック２の暖機が早期に行われ得る。
【０１７２】
シリンダヘッド３は、燃料混合気の燃焼による熱や、排気ガスの持つ熱により、シリンダブロック２よりも早期に昇温する。よって、シリンダブロック２が所定の温度に達すると、図１５に示されているように、冷却水噴射部２９５によって、冷却水がシリンダヘッド３の内壁面（アッパージャケット３ｄの内壁面）に対して勢いよく噴射される。これにより、シリンダヘッド３が良好に冷却されるとともに、アッパージャケット３ｄ内に蒸気が発生する。
【０１７３】
冷却水噴射部２９５による冷却水の噴射は、以下のようにして行われる。
【０１７４】
ラジエータバイパスバルブ２８０Ｖ１及び切換バルブ２８０Ｖ３は、全方向に閉弁される。タンク貯留制御バルブ２８０Ｖ２によって、第二ポンプ２８０Ｐ２と噴射部供給路２７８とが連通される一方、これらと第二シリンダヘッド接続路２７２との連通は遮断される。第一ポンプ２８０Ｐ１は停止される。
【０１７５】
この状態で第二ポンプ２８０Ｐ２が駆動されることで、蓄熱タンク２０６内の冷却水が、噴射部供給路２７８に送出される。そして、この噴射部供給路２７８に送出された冷却水は、冷却水噴射部２９５によって、細かい液滴状に噴射される。
【０１７６】
アッパージャケット３ｄ内に発生した蒸気は、廃熱回収循環路２７９に導出される。この蒸気は、過熱器２９１にて、排気ガスとの熱交換によって加熱され、過熱蒸気となる。過熱器２９１にて発生した過熱蒸気は、タービン２９３にて、膨張により、前記回転羽根を回転させる。これにより、過熱蒸気の有する熱エネルギーが、タービン２９３の前記回転羽根の運動（回転）のエネルギーに変換される。すなわち、過熱蒸気から機械的エネルギーが回収される。
【０１７７】
タービン２９３を経て低エネルギーとなった蒸気は、コンデンサ２９４にて冷却されることで、凝縮される。コンデンサ２９４にて凝縮された冷却水は、タンク流入路２７６を経て、蓄熱タンク２０６に還流する。
【０１７８】
なお、冷却水噴射部２９５によって噴射された冷却水のうち、蒸気とならなかったものは、シリンダブロック２内に滞留する。
【０１７９】
温度センサ２８０ｄの出力に基づき、暖機運転が終了する。この暖機運転終了の際には、図１６に示されているように、ラジエータバイパスバルブ２８０Ｖ１によって、第二シリンダヘッド接続路２７２とシリンダブロック接続路２７３とが連通される一方、これらとラジエータ２０５との連通は遮断される。また、タンク貯留制御バルブ２８０Ｖ２は全方向に開弁される一方、切換バルブ２８０Ｖ３は全方向に閉弁される。そして、第一ポンプ２８０Ｐ１が駆動される。これにより、シリンダブロック２内の冷却水も循環される。
【０１８０】
その後、温度センサ２８０ｄの出力に基づき、冷却水温がさらに上昇して所定温度を超えたことが判定されると、図１７に示されているように、冷却水がラジエータ２０５に導入される。これにより、冷却水がラジエータ２０５によって冷却される。
【０１８１】
＜＜実施形態のエンジン廃熱回収システムによる効果＞＞
本実施形態のエンジン廃熱回収システム２００によれば、上述のエンジン冷却システム１００によって得られる効果の他に、以下の効果が得られる。
【０１８２】
・本実施形態のエンジン廃熱回収システム２００においては、アッパージャケット３ｄに液体状の冷却水が満たされる時間が比較的短い。よって、シリンダヘッド３の壁温が比較的高温となりやすい。もっとも、本実施形態の構成によれば、シール注油部４３によってバルブステムシール部材３３に潤滑オイルが噴射され、バルブステムシール部材３３が冷却される。これにより、バルブステムシール部材３３の熱による劣化が抑制され、エンジン廃熱回収システム２００の信頼性が向上する。
【０１８３】
・本実施形態のエンジン廃熱回収システム２００においては、液体状の冷却水が、冷却水噴射部２９５によって、アッパージャケット３ｄの内壁面に、勢いよく噴射される。すなわち、アッパージャケット３ｄの内壁面に対して、液体状の冷却水が、勢いよく衝突する。これにより、アッパージャケット３ｄの内壁面に付着している、冷却水の蒸気による気泡が、良好に弾き飛ばされる。
【０１８４】
よって、高負荷運転等により、シリンダヘッド３が高温になって、アッパージャケット３ｄの内壁面にて大量の気泡が発生した場合であっても、膜沸騰現象の発生が、緩和又は抑制され得る。したがって、シリンダヘッド３の冷却が良好に行われ、バルブステムシール部材３３の熱による劣化も効果的に抑制され得る。
【０１８５】
また、シリンダヘッド３にて発生している廃熱による冷却水の昇温が、効率的に行われる。よって、廃熱からの機械的エネルギーの回収効率が良好となる。
【０１８６】
＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の各実施形態は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態を単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の各実施形態に何ら限定されるものではない。したがって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の各実施形態に対して種々の変形が施され得ることは、当然である。
【０１８７】
以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施形態にて説明されているものと同様の構成及び機能を有する部材に対しては、上述の実施形態と同様の符号が付されているものとする。また、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施形態における説明が、下記の変形例にて、適宜援用され得るものとする。
【０１８８】
もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたもの限定されるものではない。また、複数の変形例が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
【０１８９】
本発明（特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各構成要素における、作用的・機能的に表現されているもの）は、上述の実施形態や、下記変形例の記載に基づいて限定解釈されてはならない。このような限定解釈は、（先願主義の下で出願を急ぐ）出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。
【０１９０】
（１）本発明の適用対象は、複数気筒エンジンや直列型エンジンに限定されない。例えば、本発明は、単気筒エンジンにも適用され得る。あるいは、本発明は、Ｖ型、Ｗ型、水平対向型等、いずれの形式のエンジンにも好適に適用され得る。また、本発明の適用対象は、ガソリンエンジンに限定されない。例えば、本発明は、ディーゼルエンジンにも適用され得る。
【０１９１】
（２）上述の実施形態における各種のセンサ、ポンプ、バルブ等は、適宜変更されたり省略されたりすることがあり得る。
【０１９２】
例えば、第四バルブ１８６としては、サーモスタット式三方弁に代えて、電動三方弁が用いられ得る。また、第一クーラント送出ポンプ１８７として、電動ポンプが用いられ得る。
【０１９３】
第二クーラント送出ポンプ１８８は、省略され得る。また、ＥＣＵ１８０ａによって冷却水温や壁温が推定される場合、冷却水温センサ１８１や壁温センサ１８２等は省略され得る。
【０１９４】
（３）動弁装置注油部４０の構成も、上述の実施形態のものに限定されない。例えば、動弁装置注油部４０（特にシール注油部４３）の一部又は全部は、シリンダヘッド３の壁材の内部に設けられたオイル通路によって構成されていてもよい。また、噴射制御弁４４は、省略され得る。また、吸気側動弁装置３０’に対応する動弁装置注油部４０は、省略され得る。
【０１９５】
（４）噴射部供給路２７８が、シリンダヘッド３の壁材の内部に設けられた冷却水通路を備えていてもよい。この冷却水通路は、バルブステムシール部材３３の近傍を通過することが好適である。これにより、バルブステムシール部材３３冷却が良好に行われ得る。
【０１９６】
（５）タービン２９３に備えられた前記回転羽根の回転エネルギーは、電気に変換されてもよいし、他の回転駆動系の動力源として用いられてもよい。また、タービン２９３に代えて、ピストンを備えた機構を用いてもよい。
【０１９７】
（６）その他、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能な、いかなる構造をも含む。
【図面の簡単な説明】
【０１９８】
【図１】本発明の実施形態のエンジン冷却システム及びエンジン廃熱回収システムに適用される、複数気筒のエンジンの概略構成を示す、気筒配列方向と垂直な断面による側断面図である。
【図２】図１に示されている排気側動弁装置の拡大図である。
【図３】図１に示されているエンジンを備えた、本発明のエンジン冷却システムの一実施形態の概略構成図である。
【図４】図３に示されているエンジン冷却システムの動作の様子を示す概略図である。
【図５】図３に示されているエンジン冷却システムの動作の様子を示す概略図である。
【図６】図３に示されているエンジン冷却システムの動作の様子を示す概略図である。
【図７】図３に示されているエンジン冷却システムの動作の様子を示す概略図である。
【図８】図３に示されているエンジン冷却システムの動作の様子を示す概略図である。
【図９】図３に示されているエンジン冷却システムの動作の様子を示す概略図である。
【図１０】図３に示されているエンジン冷却システムの動作の様子を示す概略図である。
【図１１】図３に示されているエンジン冷却システムの動作の様子を示す概略図である。
【図１２】図１に示されているエンジンを備えた、本発明のエンジン廃熱回収システムの一実施形態の概略構成図である。
【図１３】図１２に示されているエンジン廃熱回収システムの動作の様子を示す概略図である。
【図１４】図１２に示されているエンジン廃熱回収システムの動作の様子を示す概略図である。
【図１５】図１２に示されているエンジン廃熱回収システムの動作の様子を示す概略図である。
【図１６】図１２に示されているエンジン廃熱回収システムの動作の様子を示す概略図である。
【図１７】図１２に示されているエンジン廃熱回収システムの動作の様子を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１９９】
１…エンジン              １ａ…エンジンブロック    ２…シリンダブロック
３…シリンダヘッド        ３ａ…燃焼室              ３ｃ…排気ポート（排気通路）
３ｄ…アッパージャケット（冷却媒体ジャケット）
２３…ロワージャケット（冷却媒体ジャケット）        ３０…排気側動弁装置
３１…弁体                ３１ａ…排気弁            ３１ｂ…排気弁ステム
３２…排気弁ステムガイド  ３２ａ…排気弁ステムガイド孔
３３…バルブステムシール部材                        ３３ａ…ゴムシーラー
４０…動弁装置注油部      ４１…オイル輸送管        ４２…カムシャフト注油部
４３…シール注油部（オイル噴射部）                  ４４…噴射制御弁
１００…エンジン冷却システム
１０６…蓄熱タンク        １７０…冷却水循環路      １８０…循環状態制御部
２００…エンジン廃熱回収システム                    ２０６…蓄熱タンク
２７０…冷却水循環路（冷却媒体循環路）              ２８０…循環状態制御部
２９０…廃熱回収部                  ２９１…過熱器（蒸気加熱器）
２９２…排気通路                    ２９３…タービン（膨張器）
２９４…コンデンサ（凝縮器）        ２９５…冷却水噴射部（冷却媒体噴射部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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