(57)【要約】【課題】自動車エンジンの廃熱を有効利用して温水を生成する。【解決手段】自動車の廃熱を利用した温水生成装置において、冷却水が流れることによりエンジン１０を冷却するエンジン冷却通路１３と、冷却水との間で熱交換することにより貯留水を加熱する蓄熱槽２０と、冷却水を蓄熱槽２０に流通させる蓄熱通路２３と、冷却水を冷却するためのラジエータ３０と、冷却水がエンジン冷却通路１３と蓄熱通路２３との間を循環する第一の状態と、冷却水がエンジン冷却通路１３とラジエータ３０との間を循環する第二の状態とを選択的に実現させる切替バルブ４０，４１と、切替バルブ４０，４１を制御して、蓄熱槽２０の水温が所定温度以下では第一の状態を実現させ、水温が所定温度以上では切替バルブ４０に第二の状態を実現させる制御部５０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のエンジンの廃熱を利用した温水生成装置において、
冷却流体が流れることにより前記エンジンを冷却するエンジン冷却通路と、
前記冷却流体との間で熱交換することにより、貯留された水を加熱する蓄熱槽と、
前記冷却流体を前記蓄熱槽の内部に流通させるための蓄熱通路と、
を備えることを特徴とする自動車の廃熱利用温水生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の温水生成装置において、
前記冷却流体を冷却するためのラジエータと、
前記冷却流体が前記エンジン冷却通路と前記蓄熱通路との間を循環する第一の状態と、前記冷却流体が前記エンジン冷却通路と前記ラジエータとの間を循環する第二の状態と、を選択的に実現させる切替バルブと、
前記蓄熱槽に貯留された水の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにより検出された水温が所定の温度に達しないときに前記切替バルブにより前記第一の状態を実現させ、前記水温が前記所定の温度以上のときに前記切替バルブにより前記第二の状態を実現させる制御部と、
を更に備えることを特徴とする自動車の廃熱利用温水生成装置。
【請求項３】
自動車のエンジンの廃熱を利用した温水生成方法において、
冷却流体を前記エンジンに備えられたエンジン冷却通路に流通させることにより前記エンジンを冷却するステップと、
前記エンジン冷却通路を通過した後の前記冷却流体を、水が貯留された蓄熱槽の内部を通る蓄熱通路に流通させるステップと、
前記蓄熱通路を流通する冷却流体と、前記蓄熱槽に貯留された水との間で熱交換させることにより、前記蓄熱槽に貯留された水を加熱するステップと、
を備えることを特徴とする自動車の廃熱利用温水生成方法。
【請求項４】
請求項３に記載の温水生成方法において、
前記冷却流体が前記自動車のラジエータに備えられたラジエータを流れるステップと、
前記蓄熱槽に貯留された水の温度を検出するステップと、
前記検出された水温が所定の温度に達しないときに前記冷却流体を前記エンジン冷却通路と前記蓄熱通路との間で循環させ、前記水温が前記所定の温度以上のときに前記冷却流体を前記エンジン冷却通路と前記自動車に設けられたラジエータとの間で循環させるステップと、
を更に備えることを特徴とする自動車の廃熱利用温水生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車エンジンの廃熱を利用して温水を生成することが可能な廃熱利用温水生成装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンからの廃熱は、冬季の車内暖房に利用される他は、多くが未利用のまま大気中に放散されており、有効活用されていないとの問題がある。また、夏季には都市部の幹線道路では自動車エンジンからの廃熱により周辺の空気が暖められ、ヒートアイランド現象の一因となるといった問題もある。したがって、自動車用エンジンの廃熱を有効利用することが望まれている。なお、特許文献１には、自動車に搭載された温水発生システムが開示されているが、このシステムは電気ヒータにより水を加熱するものであり、エンジンからの廃熱を利用するものではない。
【特許文献１】特開２０００−３４０６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、自動車エンジンの廃熱を有効利用するべく、自動車エンジンの廃熱により温水を生成する温水生成装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第一の発明は、自動車のエンジンの廃熱を利用した温水生成装置において、
冷却流体が流れることにより前記エンジンを冷却するエンジン冷却通路と、
前記冷却流体との間で熱交換することにより、貯留された水を加熱する蓄熱槽と、
前記冷却流体を前記蓄熱槽の内部に流通させるための蓄熱通路と、
を備えることを特徴とする自動車の廃熱利用温水生成装置である。
【０００５】
第二の発明は、第一の発明に記載の温水生成装置において、
前記冷却流体を冷却するためのラジエータと、
前記冷却流体が前記エンジン冷却通路と前記蓄熱通路との間を循環する第一の状態と、前記冷却流体が前記エンジン冷却通路と前記ラジエータとの間を循環する第二の状態と、を選択的に実現させる切替バルブと、
前記蓄熱槽に貯留された水の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにより検出された水温が所定の温度に達しないときに前記切替バルブにより前記第一の状態を実現させ、前記水温が前記所定の温度以上のときに前記切替バルブにより前記第二の状態を実現させる制御部と、
を更に備えることを特徴とする自動車の廃熱利用温水生成装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、自動車エンジンの廃熱を有効利用して温水を生成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態である自動車の廃熱利用温水生成装置１の全体構成図である。同図に示すように、本実施形態の廃熱利用温水生成装置１は、エンジン１０、エンジン冷却通路１３、蓄熱槽２０、蓄熱通路２３、温度センサ２６、ラジエータ３０、切替バルブ４０，４１、制御部５０、及び冷却水ポンプ６５を備えている。
【０００８】
エンジン冷却通路１３は、冷却水をエンジン１０に流通させて、自動車の駆動源であるエンジン１０を冷却する。エンジン冷却通路１３の中を冷却水が流れる際に、エンジン１０と冷却水との間の熱交換により、エンジン１０が冷却され、冷却水は加熱される。なお、本実施形態では冷却流体として水（冷却水）を用いているが、これに限らず、熱交換及び熱の運搬を効率的に行える流体であれば本発明の冷却流体として用いることができる。
【０００９】
蓄熱槽２０は、水を貯留する槽であって、その内部を通る蓄熱通路２３と、貯留水の温度を計測する温度センサ２６とを備える。蓄熱通路２３に、エンジン冷却通路１３で加熱された冷却水が流通することで、蓄熱槽２０の貯留水との間で熱交換し、これにより、貯留水が加熱されると共に、冷却水が冷却される。蓄熱槽２０には、給水口２１及び排水口２２が設けられており、例えば、家庭から自動車で出発する前に給水口２１を介して水道水を供給し、帰宅後、排水口２２を介して温水を家庭の温水タンク等へ排出できるようになっている。
【００１０】
ラジエータ３０は、エンジン冷却通路１３で加熱された冷却水が流通し、外気との間で熱交換する。これにより、冷却水はラジエータ３０にて冷却される。
【００１１】
エンジン冷却通路１３、蓄熱通路２３、及び、ラジエータ３０は、冷却水通路６０を介して、切替バルブ４０，４１により互いに接続されており、冷却水ポンプ６５により、エンジン冷却通路１３を通過した冷却水が蓄熱通路２３又はラジエータ３０に導かれるような冷却水の流れが生成される。図中上側の切替バルブ４０は、エンジン冷却通路１３の上流側を、蓄熱通路２３の下流側又はラジエータ３０の下流側に選択的に連通させ、また、図中下側の切替バルブ４１は、エンジン冷却通路１３の下流側を、蓄熱通路２３の上流側又はラジエータ３０の上流側に選択的に連通させる。そして、これら切替バルブ４０，４１が制御部５０によって制御されることにより、冷却水がエンジン冷却通路１３と蓄熱通路２３との間を循環する第一の状態と、冷却水がエンジン冷却通路１３とラジエータ３０との間を循環する第二の状態とが選択的に実現される。
【００１２】
制御部５０は、温度センサ２６により検出された蓄熱槽２０内の水温が所定の温度Ｔ０に達しないときに切替バルブ４０，４１により前記第一の状態を実現させ、蓄熱槽２０内の水温が所定の温度Ｔ０以上のときに切替バルブ４０，４１により前記第二の状態を実現させる。
【００１３】
第一の状態では、冷却水がエンジン冷却通路１３と蓄熱通路２３との間を循環し、蓄熱通路２３において冷却水と蓄熱槽２０の貯留水との間で熱交換することで、この貯留水を加熱すると共に、冷却水を冷却することができる。
【００１４】
一方、第一の状態で蓄熱槽２０の貯留水が加熱されることにより、その水温が所定の温度Ｔ０に達すると、上記のように、制御部５０が切替バルブ４０，４１を制御して第一の状態から第二の状態に切り換える。これにより、貯留水が所定の温度Ｔ０以上に加熱されるのを防止すると共に、冷却水をラジエータ３０において効率的に冷却することができる。
【００１５】
その後、蓄熱槽２０の水温が低下して、第２の所定の温度Ｔ１（＜Ｔ０）以下になった場合は、制御部５０が切替バルブ４０，４１を制御して再び第一の状態に切り換えることで、蓄熱槽２０の貯留水を加熱する。
【００１６】
なお、上記所定の温度Ｔ０，Ｔ１は、エンジン１０の排熱の有効利用と、蓄熱通路２３での冷却水の冷却効率とを考慮して適宜設定するものとする。すなわち、エンジン１０の排熱を最大限有効に利用する観点からは、１００℃未満の範囲でなるべく高い温度に設定すればよいが、蓄熱槽２０の貯留水の水温が高くなるほど蓄熱通路２３で冷却水が冷却されにくくなるので、それらを勘案して所定温度を設定する。また、蓄熱槽２０の貯留水を冷水を混ぜずにそのまま利用したい場合には、その使途を考慮して所定温度Ｔ０，Ｔ１を設定してもよい。
【００１７】
以上説明したように、本実施形態の廃熱利用温水生成装置１によれば、エンジン１０の廃熱により高温となった冷却水で蓄熱槽２０の貯留水を加熱することにより、加熱用のエネルギーを何ら供給することなく、温水を生成することができる。また、エンジン１０の廃熱を利用して温水を生成することで、大気に放散される廃熱の量を低減でき、これにより、例えば、都市部における夏季のヒートアイランド現象の緩和に貢献できるなどの効果が得られる。
【００１８】
また、生成された温水は、例えば、家庭用の温水として利用することができるので、光熱費の削減に寄与できる。
【００１９】
また、本実施形態の廃熱利用温水生成装置１を、災害復旧のための車輌に利用することも有効である。災害が起きたときには、ライフラインが断絶され被災者が入浴することが困難になり、また、冬季には暖を取る手段も限られてしまう。そこで、災害復旧用車輌に廃熱利用温水生成装置１を搭載しておけば、災害復旧用車輌は被災地で災害復旧に務めながら、避難民へ温水を提供して、入浴を可能としたり、冬季に暖を取れるようにすることなどが可能となる。
【００２０】
また、近年では都市型温泉施設等において温泉地から輸送した湯を用いるタイプのものがある。この温泉湯の輸送に廃熱利用温水生成装置１を利用すれば、温泉湯を温かいまま輸送できるので、輸送後の再加熱を不要とすることができ、また、冷めてしまったがゆえに温泉湯の有用成分が析出してしまうと言った問題を回避することができる。その他にも、温水を使用する移動式店舗（いわゆる屋台）での利用等が考えられる。
【００２１】
なお、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態である自動車の廃熱利用温水生成装置１の全体構成図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  廃熱利用温水生成装置
１０  エンジン                  １３  エンジン冷却通路
２０  蓄熱槽                    ２１  給水口
２２  排水口                    ２３  蓄熱通路
２６  温度センサ                ３０  ラジエータ
４０，４１  切替バルブ          ５０  制御部
６０  冷却水通路                ６５  ポンプ
【図１】
2007247932.tif 000003