(57)【要約】【課題】冷凍サイクルとランキンサイクルとで凝縮器を共用し両サイクルが同時稼動可能に構成されたものにおいて、冷媒あるいは潤滑オイルの偏りを防止して、充分な性能発揮、および信頼性向上の可能となる廃熱利用装置を備える冷凍装置を提供する。【解決手段】冷凍サイクル２００とランキンサイクル３００とで凝縮器２２０を共用し両サイクル２００、３００が同時稼動可能に構成されたものにおいて、凝縮器２２０出口から膨張弁２４０側およびポンプ３３０側へ分岐する分岐点２３０と、蒸発器２５０との間に冷媒の流れを遮断可能な弁機構２６０を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（２１０）、凝縮器（２２０）、膨張弁（２４０）、蒸発器（２５０）が順次接続されて形成される冷凍サイクル（２００）と、
前記凝縮器（２２０）が共用されて、この凝縮器（２２０）、ポンプ（３３０）、発熱機器（１０）の廃熱を加熱源とする加熱器（３１０）、膨張機（３２０）が順次環状に接続されて、前記冷凍サイクル（２００）と同時稼動可能に形成されるランキンサイクル（３００）とを有する廃熱利用装置を備える冷凍装置において、
前記凝縮器（２２０）出口から前記膨張弁（２４０）側および前記ポンプ（３３０）側へ分岐する分岐点（２３０）と、前記蒸発器（２５０）との間に冷媒の流れを遮断可能な弁機構（２６０）を備えることを特徴とする廃熱利用装置を備える冷凍装置。
【請求項２】
前記弁機構（２６０）は、電磁式の開閉弁（２６０）であることを特徴とする請求項１に記載の廃熱利用装置を備える冷凍装置。
【請求項３】
前記電磁式の開閉弁（２６０）は、開度調節可能となっており、
前記膨張弁（２４０）と兼用されることを特徴とする請求項２に記載の廃熱利用装置を備える冷凍装置。
【請求項４】
前記電磁式の開閉弁（２６０）は、前記膨張弁（２４０）と直列に配置されて、
前記膨張弁（２６０）と一体的に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の廃熱利用装置を備える冷凍装置。
【請求項５】
前記弁機構（２６０）の開閉状態を切替制御する切替制御手段（５００）を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の廃熱利用装置を備える冷凍装置。
【請求項６】
前記切替制御手段（５００）は、前記ランキンサイクル（３００）のみの運転の際に、前記弁機構（２６０）を閉じることで前記冷媒の流れを遮断することを特徴とする請求項５に記載の廃熱利用装置を備える冷凍装置。
【請求項７】
前記切替制御手段（５００）は、前記圧縮機（２１０）が作動していない時に、前記弁機構（２６０）を閉じることで前記冷媒の流れを遮断することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の廃熱利用装置を備える冷凍装置。
【請求項８】
前記圧縮機（２１０）とその駆動源（１０）との間を接続状態あるいは切断状態に切替可能にする断続手段（２１２）を備え、
前記切替制御手段（５００）は、前記断続手段（２１２）が切断状態にある時に、前記圧縮機（２１０）が作動していないと判断することを特徴とする請求項７に記載の廃熱利用装置を備える冷凍装置。
【請求項９】
前記発熱機器（１０）は、車両の内燃機関（１０）であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載の廃熱利用装置を備える冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱機器の廃熱を利用して動力を回収する廃熱利用装置を備える冷凍装置に関するものであり、例えば内燃機関を備える車両用に用いて好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷凍装置として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。即ち、この冷凍装置は、発熱機器としての内燃機関の冷却廃熱を利用するランキンサイクルと冷凍サイクルとを有している。冷凍サイクル内には冷媒を圧縮吐出する圧縮機が、また、ランキンサイクルには冷却廃熱によって加熱された冷媒の膨張によって作動される膨張機がそれぞれ独立して配設されると共に、冷凍サイクル内の凝縮器（放熱器）は、ランキンサイクル用の凝縮器と共用されて構成されている。
【０００３】
このような冷凍装置においては、冷房の必要性と、冷却廃熱の回収可否に応じて、冷凍サイクル、ランキンサイクルの単独運転、あるいは冷凍サイクルとランキンサイクルとの同時運転を可能としている。
【特許文献１】特開２００６−４６７６３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、上記冷凍装置においては、ランキンサイクル単独運転の時には、蒸発器の圧力が凝縮器の圧力より低くなりやすいため、冷媒、あるいは冷媒中に含有された各種機器用の潤滑オイルが徐々に蒸発器側へ移動して冷凍サイクル内に溜まり込んでしまい、このことがランキンサイクルの冷媒不足による基本性能低下や各種機器の潤滑不足につながるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、冷凍サイクルとランキンサイクルとで凝縮器を共用し両サイクルが同時稼動可能に構成されたものにおいて、冷媒あるいは潤滑オイルの偏りを防止して、充分な性能発揮、および信頼性向上の可能となる廃熱利用装置を備える冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、圧縮機（２１０）、凝縮器（２２０）、膨張弁（２４０）、蒸発器（２５０）が順次接続されて形成される冷凍サイクル（２００）と、上記の凝縮器（２２０）が共用されて、この凝縮器（２２０）、ポンプ（３３０）、発熱機器（１０）の廃熱を加熱源とする加熱器（３１０）、膨張機（３２０）が順次環状に接続されて、冷凍サイクル（２００）と同時稼動可能に形成されるランキンサイクル（３００）とを有する廃熱利用装置を備える冷凍装置において、凝縮器（２２０）出口から膨張弁（２４０）側およびポンプ（３３０）側へ分岐する分岐点（２３０）と、蒸発器（２５０）との間に冷媒の流れを遮断可能な弁機構（２６０）を備えることを特徴としている。
【０００８】
これにより、ランキンサイクル（３００）単独運転の際に冷媒や潤滑オイルが冷凍サイクル（２００）側に流れ込むことを弁機構（２６０）により防止することが可能となり、ランキンサイクル（３００）は冷媒不足になることなく充分に性能を発揮することができ、このことが装置（１００）全体の信頼性向上につながる。
【０００９】
弁機構（２６０）は、請求項２に記載の発明のように、電磁式の開閉弁（２６０）とすることができる。電磁式の開閉弁（２６０）は、概して流路を遮断する際のシール性に優れた構造となっており、確実な閉弁状態を形成して冷媒の流れを確実に遮断することができるため、ランキンサイクル（３００）単独運転の際に冷媒や潤滑オイルが冷凍サイクル（２００）側に流れ込むことを防止することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明のように、電磁式の開閉弁（２６０）は、開度調節可能として、膨張弁（２４０）と兼用されるようにしても良い。
【００１１】
これにより、構成部品の増加を防止して、ランキンサイクル（３００）単独運転の際に冷媒や潤滑オイルが冷凍サイクル（２００）側に流れ込むことを防止することができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明のように、電磁式の開閉弁（２６０）は、膨張弁（２４０）と直列に配置されて、膨張弁（２６０）と一体的に形成されるようにすれば、膨張弁（２４０）と弁機構（２６０）とを一箇所に配設することができ、冷凍サイクル（２００）の冷媒配管取り回しの制約を減らすことができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、弁機構（２６０）の開閉状態を切替制御する切替制御手段（５００）を備えたことを特徴としている。
【００１４】
これにより、外部からの制御により弁機構（２６０）の開閉状態を切り替えることが可能となる。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、切替制御手段（５００）は、ランキンサイクル（３００）のみの運転の際に、弁機構（２６０）を閉じることで冷媒の流れを遮断することを特徴としている。
【００１６】
これにより、ランキンサイクル（３００）単独運転の際に冷媒や潤滑オイルが冷凍サイクル（２００）側に流れ込むことを弁機構（２６０）により防止することが可能となる。
【００１７】
請求項７に記載の発明では、切替制御手段（５００）は、圧縮機（２１０）が作動していない時に、弁機構（２６０）を閉じることで冷媒の流れを遮断することを特徴としている。
【００１８】
これにより、冷凍サイクル（２００）が停止された状態であって、ランキンサイクル（３００）のみが運転されている場合が容易に予測され、弁機構（２６０）を閉じることで冷媒や潤滑オイルが冷凍サイクル（２００）側に流れ込むことを防止できる。
【００１９】
請求項８に記載の発明では、圧縮機（２１０）とその駆動源（１０）との間を接続状態あるいは切断状態に切替可能にする断続手段（２１２）を備え、切替制御手段（５００）は、断続手段（２１２）が切断状態にある時に、圧縮機（２１０）が作動していないと判断することを特徴としている。
【００２０】
これにより、圧縮機（２１０）の作動していない状態を明確に判断でき、確実に冷媒や潤滑オイルが冷凍サイクル（２００）側に流れ込むことを防止できる。
【００２１】
本発明の廃熱利用装置を備える冷凍装置は、請求項９に記載の発明のように、内燃機関（１０）を搭載する車両用に用いて好適である。
【００２２】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１に示し、まず、具体的な構成について説明する。本発明の廃熱利用装置を備える冷凍装置（以下、冷凍装置）１００は、エンジン１０を駆動源とする車両に適用されるものとしている。冷凍装置１００には冷凍サイクル２００およびランキンサイクル３００が設けられており、各サイクル２００、３００の作動が制御装置５００によって制御されるようにしている。
【００２４】
エンジン１０は、水冷式の内燃機関（本発明における発熱機器に対応）であり、エンジン冷却水の循環によってエンジン１０が冷却されるラジエータ回路２０、および冷却水（温水）を熱源として空調空気を加熱するヒータ回路３０が設けられている。
【００２５】
ラジエータ回路２０にはラジエータ２１が設けられており、ラジエータ２１は、温水ポンプ２２によって循環される冷却水を外気との熱交換により冷却する。温水ポンプ２２は、ここでは電動式のポンプとしている。エンジン１０の出口側の流路（エンジン１０とラジエータ２１の間の流路）には、水温センサ２５と、後述するランキンサイクル３００の加熱器３１０が配設されている。加熱器３１０内にはエンジン１０から流出する冷却水が流通するようになっている。
【００２６】
水温センサ２５はエンジン１０の出口側における冷却水温度を検出するもので、この水温センサ２５からの温度信号は後述する制御装置５００（システム制御ＥＣＵ５００ａ）に出力されるようになっている。
【００２７】
尚、ラジエータ回路２０中にはラジエータ２１を迂回して冷却水が流通するラジエータバイパス流路２３が設けられており、サーモスタット２４によってラジエータ２１を流通する冷却水量とラジエータバイパス流路２３を流通する冷却水量とが調節されるようにしている。
【００２８】
ヒータ回路３０にはヒータコア３１が設けられており、上記の温水ポンプ２２によって冷却水（温水）が循環されるようにしている。ヒータコア３１は、空調ユニット４００の空調ケース４１０内に配設されており、送風機４２０によって送風される空調空気を温水との熱交換により加熱する。尚、ヒータコア３１にはエアミックスドア４３０が設けられており、このエアミックスドア４３０の開閉により、ヒータコア３１を流通する空調空気量が調節される。
【００２９】
冷凍サイクル２００は、圧縮機２１０、凝縮器２２０、受液器２３０、膨張弁２４０、蒸発器２５０を備え、これらが順次接続されて閉回路を形成している。圧縮機２１０は、冷凍サイクル２００内の冷媒を高温高圧に圧縮する流体機器であり、ここではエンジン１０の駆動力によって駆動されるようにしている。即ち、圧縮機２１０の駆動軸には駆動手段としてのプーリ２１１が固定されており、エンジン１０の駆動力がベルト１１を介してプーリ２１１に伝達され、圧縮機２１０は駆動される。尚、本実施形態においては、圧縮機２１０は常に一定の吐出容量で作動する例えば斜板式の固定容量圧縮機であり、プーリ２１１には、圧縮機２１０とプーリ２１１との間を断続する電磁クラッチ２１２（本発明の断続手段に対応）が設けられている。電磁クラッチ２１２の断続は、後述する制御装置５００（エアコン制御ＥＣＵ５００ｂ）によって制御される。
【００３０】
凝縮器２２０は、圧縮機２１０の吐出側に接続され、外気との熱交換によって冷媒を凝縮液化する熱交換器である。受液器２３０は、凝縮器２２０で凝縮された冷媒を気液二層に分離するレシーバであり、分離された液化冷媒のみを流出させる２つの流路、即ち第１流路２３１と第２流路２３２とを有している。第１流路２３１は膨張弁２４０に接続され、また第２流路２３２は後述するポンプ３３０に接続されている。
【００３１】
よって、受液器２３０は、凝縮器２２０から膨張弁２４０側およびポンプ３３０側へ分岐する分岐部（本発明の分岐点に対応）となっている。
【００３２】
膨張弁２４０は、受液器２３０（第１流路）からの液化冷媒を減圧膨脹させるもので、本実施形態では、冷媒を等エンタルピ的に減圧すると共に、圧縮機２１０に吸入される冷媒の過熱度が所定値となるように絞り開度を制御する温度式膨脹弁を採用している。
【００３３】
蒸発器２５０は、ヒータコア３１と同様に空調ユニット４００の空調ケース４１０内に配設されており、膨張弁２４０によって減圧膨張された冷媒を蒸発させて、その時の蒸発潜熱によって送風機４２０からの空調空気を冷却する熱交換器である。そして、蒸発器２５０の冷媒出口側は、圧縮機２１０の吸入側に接続されている。尚、蒸発器２５０によって冷却された空調空気とヒータコア３１によって加熱された空調空気は、エアミックスドア４３０の開度に応じて混合比率が変更され、乗員の設定する温度に調節される。
【００３４】
一方、ランキンサイクル３００は、エンジン１０で発生した廃熱エネルギー（冷却水の熱エネルギー）を回収すると共に、この廃熱エネルギーを電気エネルギーに変換して利用するものである。以下、ランキンサイクル３００について説明する。
【００３５】
ランキンサイクル３００は、加熱器３１０、膨張機３２０、凝縮器２２０、受液器２３０、ポンプ３３０を備え、これらが順次接続されて閉回路を形成している。尚、このランキンサイクル３００内を流通する作動流体は、上記冷凍サイクル２００の冷媒と同一としており、凝縮器２２０、受液器２３０は冷凍サイクル２００のものを共用するようにしている。
【００３６】
ポンプ３３０は、電動機３３１を駆動源とする電動式のポンプであり、受液器２３０（第２流路）からの液化冷媒を加熱器３１０側に圧送して、ランキンサイクル３００内に冷媒を循環させる流体機器として機能する。電動機３３１の作動は後述する制御装置５００（システム制御ＥＣＵ５００ａ）によって制御される。加熱器３１０は、ポンプ３３０から送られる冷媒とラジエータ回路２０を流通する高温の冷却水との間で熱交換することにより冷媒を加熱する熱交換器である。
【００３７】
膨張機３２０は、加熱器３１０で加熱された過熱蒸気冷媒の膨張によって回転駆動力を発生させる流体機器である。膨張機３２０には発電機３２１が接続されており、後述するように膨張機３２０の駆動力によって発電機３２１が作動され、発電機３２１によって発電される電力は、制御回路４１を介してバッテリ４０に充電されるようになっている。膨張機３２０から流出される冷媒は、上記で説明した凝縮器２２０に至る。
【００３８】
ここで、両サイクル２００、３００における分岐部（分岐点）としての受液器２３０と蒸発器２５０との間には、更に具体的には受液器２３０と膨張弁２４０との間には、電磁弁（本発明の弁機構、電磁式の開閉弁に対応）２６０が設けられている。電磁弁２６０は、受液器２３０と膨張弁２４０との間の流路を開閉して、閉じた時に冷凍サイクル２００内の冷媒流れを遮断できるようにしている。電磁弁２６０の開閉作動は、エアコン制御ＥＣＵ５００ｂによって制御されるようにしている。
【００３９】
制御装置５００（本発明の切替制御手段に対応）は、システム制御ＥＣＵ５００ａとエアコン制御ＥＣＵ５００ｂとを有しており、上記冷凍サイクル２００、およびランキンサイクル３００の各種機器の作動を制御する。
【００４０】
システム制御ＥＣＵ５００ａには、エアコン制御ＥＣＵ５００ｂと上記制御回路４１とが接続されて、相互に制御信号が授受されるようになっている。システム制御ＥＣＵ５００ａには、上述のように水温センサ２５からの冷却水温度信号が入力される。
【００４１】
システム制御ＥＣＵ５００ａは、冷凍サイクル２００、およびランキンサイクル３００の総合的な制御を行い、さらにポンプ３３１の作動を制御することでランキンサイクル３００の基本作動を制御する。エアコン制御ＥＣＵ５００ｂは、乗員のエアコン要求、設定温度、環境条件（外気温、内気温、日射等）などに応じて、冷凍サイクル２００の基本作動を制御する。
【００４２】
次に、上記構成に基づく基本作動について説明する。本冷凍装置１００においては、以下の（１）冷凍サイクルとランキンサイクルとの同時運転、（２）冷凍サイクル単独運転、（３）ランキンサイクル単独運転を可能とする。
【００４３】
（１）冷凍サイクルとランキンサイクルの同時運転
制御装置５００は、乗員からのエアコン要求があり、且つ水温センサ２５から得られる冷却水温度が所定冷却水温度以上となってエンジン１０の廃熱が充分得られると判定したときは、冷凍サイクル２００とランキンサイクル３００とを同時運転させ、空調と発電の両方を行う。
【００４４】
この場合は、電磁クラッチ２１２を接続し、エンジン１０の駆動力によって圧縮機２１０を駆動させ、電磁弁２６０を開き、電動機３３１（ポンプ３３０）を作動させる。２つのサイクル２００、３００は、凝縮器２２０および受液器２３０を共用し、冷媒は受液器２３０にて分岐して、それぞれの流路（第１流路２３１側、第２流路２３２側）を循環する。
【００４５】
冷凍サイクル２００においては、通常の車両用エアコンと同じ作動をする。即ち、冷媒は圧縮機２１０から吐出され、凝縮器２２０、受液器２３０、電磁弁２６０を経て、膨張弁２４０で減圧膨張され、更に蒸発器２５０で蒸発される。この冷媒の蒸発により空調空気が冷却される。
【００４６】
一方、ランキンサイクル３００においては、ポンプ３３０によって受液器２３０からの液冷媒が昇圧されて加熱器３１０に送られ、加熱器３１０において液冷媒は高温のエンジン冷却水によって加熱され、過熱蒸気冷媒となって膨張機３２０に送られる。膨張機３２０において過熱蒸気冷媒は等エントロピー的に膨張減圧され、その熱エネルギーと圧力エネルギーの一部が回転駆動力に変換される。膨張機３２０で取り出された回転駆動力によって発電機３２１が作動され、発電機３２１は発電する。そして、発電機３２１によって得られた電力は、制御回路４１を介してバッテリ４０に充電され、各種補機の作動に使用される。尚、膨張機３２０で減圧された冷媒は凝縮器２２０で凝縮され、受液器２３０で気液分離され、再びポンプ３３０へ吸引される。
【００４７】
（２）冷凍サイクル単独運転
制御装置５００は、乗員からのエアコン要求があり、エンジン１０始動直後の暖機中等で廃熱が得られない時、即ち、水温センサ２５によって得られる冷却水温度が所定冷却水温度に満たないと判定したときは、ポンプ３３０の電動機３３１を停止（膨張機３２０は停止）させ、電磁クラッチ２１２を接続し、エンジン１０の駆動力によって圧縮機２１０を駆動させ、電磁弁２６０を開き、冷凍サイクル２００を単独運転させる。冷凍サイクル２００の作動は、上記（１）の同時運転の場合と同じである。
【００４８】
（３）ランキンサイクル単独運転
制御装置５００は、乗員からのエアコン要求が無く、冷却水温度が所定冷却水温度以上となってエンジン１０の廃熱が充分得られると判定したときは、電磁クラッチ２１２を切断（圧縮機２１０は停止）し、電磁弁２６０を閉じ、電動機３３１（ポンプ３３０）を作動させて、ランキンサイクル３００を単独運転させる。そして膨張機３２０の回転駆動力によって発電機３２１により発電を行う。
【００４９】
ここで、上記（３）ランキンサイクル単独運転の際には、ランキンサイクル３００のみが稼動していることにより、蒸発器２５０における圧力が凝縮器２２０における圧力より低くなりやすい。そして、電磁弁２６０を備えない従来の冷凍サイクルであると、膨張弁２４０の感温部の温度によっては膨張弁２４０が開弁気味なる可能性がある。このような場合は、冷凍サイクルは停止状態であっても、凝縮器２２０から、受液器２３０、第１流路２３１、膨張弁２４０を経て蒸発器２５０に冷媒が流れ込んで、冷凍サイクル側に溜まり込んでしまう。このことがランキンサイクル３００の冷媒不足による基本性能の低下や、各種機器の潤滑不足につながる。
【００５０】
そこで、本実施形態においては、上述のように、冷凍サイクル２００が停止されて、ランキンサイクル３００のみが運転される場合には、圧縮機２１０の停止、即ち電磁クラッチ２１２の切断に伴って電磁弁２６０を閉じるようにしているので、ランキンサイクル３００単独運転の際に冷媒や潤滑オイルが冷凍サイクル２００側に流れ込むことを防止することが可能となり、ランキンサイクル３００は冷媒不足になることなく充分に性能を発揮することができ、このことが冷凍装置１００全体の信頼性向上につながる。
【００５１】
電磁弁２６０は、概して流路を遮断する際のシール性に優れた構造となっているので、確実な閉弁状態を形成して冷媒の流れを確実に遮断することができる。
【００５２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図２に示す。上記第１実施形態においては、受液器２３０と膨張弁２４０（蒸発器２５０）との間に電磁弁２６０を設ける構成としたが、これに対して、本第２実施形態においては膨張弁２４０に電磁弁２６０の機能を持たせた電気制御弁２６１に変更したものとしている。
【００５３】
電気制御弁２６１は、制御装置５００のエアコン制御ＥＣＵ５００ｂによって開度制御される弁としている。電気制御弁２６１は、圧縮機２１０の作動時（電磁クラッチ２１２の接続時）に開状態とされ、その時の開度は、蒸発器２５０の空調空気下流側に設けられた温度センサ２５１によって得られる蒸発器後方温度と、冷凍サイクル２００作動時の設定温度や環境条件等から算出される目標蒸発器後方温度との偏差に応じて決定されて、その決定された開度に調整される。また、電気制御弁２６１は、圧縮機２２１０の停止時（電磁クラッチ２１２の切断時）には、閉状態とされる。
【００５４】
これにより、電気制御弁２６１は、冷凍サイクルとランキンサイクルの同時運転の際、および冷凍サイクル単独運転の際には、電気制御弁２６１は、エアコン制御ＥＣＵ５００ｂによって開度が制御され、第１実施形態における膨張弁（温度式膨張弁）２４０と同等の機能を果たす。
【００５５】
また、ランキンサイクル単独運転の際には、電気制御弁２６１は、閉状態に制御され、ランキンサイクル３００側から冷凍サイクル２００側に冷媒や潤滑オイルが流れ込むのを防止することができる。
【００５６】
よって、ここでは膨張弁２４０と電磁弁２６０とを１つの電気制御弁２６１で対応し、構成部品の増加を防止して、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図３に示す。上記第１実施形態においては、受液器２３０と膨張弁２４０（蒸発器２５０）との間に電磁弁２６０を設ける構成としたが、これに対して、本第３実施形態においては電磁弁付き膨張弁２６２に変更したものとしている。
【００５８】
電磁弁付き膨張弁２６２は、受液器２４０側から蒸発器２５０側に向けて（冷媒流れに向けて）、膨張弁２４０、電磁弁２６０を直列に配置し、両弁２４０、２６０を一体的に形成したものとしている。膨張弁２４０、電磁弁２５０の作動内容は、上記第１実施形態と同じである。
【００５９】
これにより、膨張弁２４０と電磁弁２６０とを一箇所に配設することができるので、冷凍サイクル２００の冷媒配管取り回しの制約を減らすことができる。
【００６０】
尚、電磁弁付き膨張弁２６２の膨張弁２４０と電磁弁２６０との直列配置は、上記に対して逆にしても良い。
【００６１】
（その他の実施形態）
上記各実施形態においては、圧縮機２１０は常に一定の吐出容量で作動する固定容量圧縮機であったが、これに限らず、１回転当たりの吐出容量を制御装置５００（エアコン制御ＥＣＵ５００ｂ）からの制御信号により変化させることができる可変容量圧縮機であっても良い。
【００６２】
また、上記各実施形態においては、ポンプ３３０の駆動源として専用の電動機３３１を備えている構成であったが、これに代えて、膨張機３２０に接続する発電機３２１を電動機の機能も兼ね備える電動発電機として、この電動発電機の膨張機３２０接続側と反対側にポンプ３３０を接続して、電動発電機を電動機として作動させることによりポンプ３３０を駆動する構成としても良い。
【００６３】
電動発電機の作動は、制御装置５００（システム制御ＥＣＵ５００ａ）により制御回路４１を介して制御される。制御装置５００は、ランキンサイクル３００を運転する際（ランキンサイクル３００単独運転時、および冷凍サイクル２００とランキンサイクル３００の同時運転時）には、まず、電動発電機を電動機として作動させ、ポンプ３３０を駆動する。そして、エンジン１０からの廃熱が充分に得られ、膨張機３２０での駆動力がポンプ３３０の動力を上回ったら、電動発電機を発電機として作動させ、発電を行う。
【００６４】
これにより、ポンプ３３０を駆動するための専用の駆動源（上記各実施形態における電動機３３１）の無い簡素化した構成とすることができる。また、ポンプ３３０駆動用のエネルギーを低減することができる。
【００６５】
また、上記各実施形態においては、発熱機器として、車両用のエンジン（内燃機関）１０としたが、これに限らず、例えば、外燃機関、燃料電池車両の燃料電池スタック、各種モータ、インバータ等のように作動時に発熱を伴い、温度制御のためにその熱の一部を捨てるもの（廃熱が発生するもの）であれば、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１実施形態における廃熱利用装置を備える冷凍装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】第２実施形態における廃熱利用装置を備える冷凍装置の全体構成を示す模式図である。
【図３】第３実施形態における廃熱利用装置を備える冷凍装置の全体構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  エンジン（発熱機器、内燃機関）
１００  廃熱利用装置を備える冷凍装置
２１０  圧縮機
２１２  電磁クラッチ（断続手段）
２２０  凝縮器
２３０  受液器（分岐点）
２４０  膨張弁
２５０  蒸発器
２６０  電磁弁（弁機構、電磁式の開閉弁）
３００  ランキンサイクル
３１０  加熱器
３２０  膨張機
３３０  ポンプ
５００  制御装置（切替制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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