(57)【要約】【課題】ランキンサイクルを備える熱サイクル装置であって、サイクル構成機器の信頼性を確保しつつ、ランキンサイクルの起動性を向上させる。【解決手段】熱サイクル装置の運転停止時に高圧配管６および第１バイパス通路下流部１１ｂの内部の冷媒圧力を、制御弁５、開閉弁７およびリリーフ弁９によって高圧に維持することで、ランキンサイクルの起動性を向上させる。さらに、冷媒圧力が設定圧以上の場合はリリーフ弁９によって冷媒を低圧部に逃がし、サイクル構成機器の信頼性を確保する。【選択図】図１
2007009897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の有する熱エネルギを機械的エネルギに変換するランキンサイクルの機能を有する熱サイクル装置であって、
前記流体を圧送する流体圧送手段（１２）と、
前記流体圧送手段（１２）が圧送した前記流体の膨張により機械的エネルギを出力する流体膨張手段（３）と、
前記流体圧送手段（１２）と前記流体膨張手段（３）とを接続する流体圧送配管（６、１１ｂ）と、
前記流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内流体を加熱する流体加熱手段（１５）と、
前記ランキンサイクルの運転停止時に、前記配管内流体の流体圧力を維持する圧力維持手段（５、７、９、９１、９２）とを備え、
前記圧力維持手段（５、７、９、９１、９２）は、前記流体圧力が予め定めた設定圧以上に上昇した時に、前記配管内流体を前記流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部から前記流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部よりも低い圧力になっている低圧部へ逃がすことを特徴とする熱サイクル装置。
【請求項２】
前記圧力維持手段は、前記流体圧送配管（６、１１ｂ）を開閉する電気式制御弁（５、７）と、
前記配管内流体を前記低圧部へ逃がすリリーフ弁（９、９１、９２）とによって構成され、
前記電気式制御弁（５、７）は、前記運転停止時に閉弁するようになっており、
前記リリーフ弁（９、９１、９２）は、前記流体圧力が前記設定圧以上に上昇した時に開弁するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の熱サイクル装置。
【請求項３】
前記流体圧力を検出する圧力センサを備え、
前記圧力維持手段は、前記流体圧送配管（６、１１ｂ）を開閉する電気式制御弁（５、７）によって構成され、
前記電気式制御弁（５、７）は、前記運転停止時に、前記圧力センサの検出値が前記設定圧未満の時は閉弁し、前記圧力センサの検出値が前記設定圧以上の時は開弁するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の熱サイクル装置。
【請求項４】
前記低圧部は、前記流体膨張手段（３）の膨張流体流出側部位であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱サイクル装置。
【請求項５】
前記低圧部は、前記流体圧送手段（１２）の流体吸入側部位であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱サイクル装置。
【請求項６】
サイクル内部の流体の圧力が予め定めた設定圧以上の時に、前記サイクル内部の流体を外部に逃がす安全弁（２４）を備え、
前記圧力維持手段（５、７、９、９１、９２）の設定圧は、前記安全弁（２４）の設定圧よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱サイクル装置。
【請求項７】
低圧の流体を蒸発させて低温側から熱を吸熱するとともに、蒸発した気相流体を圧縮して温度を上昇させて、低温側から吸熱した熱を高温側に放熱する冷凍サイクルの機能を兼ね備える熱サイクル装置であって、
前記ランキンサイクルの運転と、前記冷凍サイクルの運転とを切り替えるようになっていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱サイクル装置。
【請求項８】
流体を圧送する流体圧送手段（１２）と、前記流体圧送手段（１２）が圧送した流体の膨張により機械的エネルギを出力する流体膨張手段（３０ｂ）とを有する熱サイクル装置に適用される高圧保護装置であって、
前記流体圧送手段（１２）と前記流体膨張手段（３０ｂ）とを接続する流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内圧力を検出する圧力検出手段（５０）と、
前記流体圧送手段（１２）の作動を制御する制御手段（２１ａ）と、
前記配管内圧力が予め定めた第１設定圧（Ｐ１）以上の時に、前記流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内流体をサイクル外部に逃がす安全弁（２４）とを備え、
前記制御手段（２１ａ）は、前記圧力検出手段（５０）の検出圧力が予め定めた第２設定圧（Ｐ２）以上になった時に、前記流体圧送手段（１２）の流体圧送量を低下させるようになっており、
前記第２設定圧（Ｐ２）は、前記第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっていることを特徴とする高圧保護装置。
【請求項９】
流体を圧送する流体圧送手段（１２）と、前記流体圧送手段（１２）が圧送した流体の膨張により機械的エネルギを出力する流体膨張手段（３０ｂ）とを有する熱サイクル装置に適用される高圧保護装置であって、
前記流体圧送手段（１２）と前記流体膨張手段（３０ｂ）とを接続する流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内圧力を検出する圧力検出手段（５０）と、
前記流体膨張手段（３０ｂ）の作動を制御する制御手段（２１ａ）と、
前記配管内圧力が予め定めた第１設定圧（Ｐ１）以上の時に、前記流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内流体をサイクル外部に逃がす安全弁（２４）とを備え、
前記制御手段（２１ａ）は、前記検出手段（５０）の検出圧力が予め定めた第２設定圧（Ｐ２）以上になった時に、前記流体膨張手段（３０ｂ）の流体流出量を増加させるようになっており、
前記第２設定圧（Ｐ２）は、前記第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっていることを特徴とする高圧保護装置。
【請求項１０】
流体を圧送する流体圧送手段（１２）と、前記流体圧送手段（１２）が圧送した流体の膨張により機械的エネルギを出力する流体膨張手段（３０ｂ）とを有する熱サイクル装置に適用される高圧保護装置であって、
前記流体圧送手段（１２）と前記流体膨張手段（３０ｂ）とを接続する流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内圧力を検出する圧力検出手段（５０）と、
前記流体膨張手段（１２）および前記流体膨張手段（３０ｂ）の作動を制御する制御手段（２１ａ）と、
前記配管内圧力が予め定めた第１設定圧（Ｐ１）以上の時に、前記流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内流体をサイクル外部に逃がす安全弁（２４）とを備え、
前記制御手段（２１ａ）は、前記検出手段（５０）の検出圧力が予め定めた第２設定圧（Ｐ２）以上になった時に、前記流体圧送手段（１２）の流体圧送量を低下させるとともに、前記流体膨張手段（３０ｂ）の流体流出量を増加させるようになっており、
前記第２設定圧（Ｐ２）は、前記第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっていることを特徴とする高圧保護装置。
【請求項１１】
前記流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部と前記流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部よりも低い圧力になっている低圧部とを連通させるバイパス通路（３１）と、
前記バイパス通路（３１）を開閉する制御弁（３２）とを備え、
前記制御弁（３２）は、前記配管内圧力が予め定めた第３設定圧（Ｐ３）以上になった時に、開弁するようになっており、
前記第３設定圧（Ｐ３）は、前記第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっているとともに、前記第２設定圧（Ｐ２）よりも高い値になっていることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１つに記載の高圧保護装置。
【請求項１２】
前記配管内圧力が予め定めた第４設定圧（Ｐ４）以上の時に、前記配管内流体を前記流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部から前記流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部よりも低い圧力になっている低圧部へ逃がすリリーフ弁（９１）を備え、
前記第４設定圧（Ｐ４）は、前記第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっているとともに、前記第２設定圧（Ｐ２）よりも高い値になっていることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか１つに記載の高圧保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランキンサイクル機能を有する熱サイクル装置、および、この熱サイクル装置に適用される高圧保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低圧の冷媒を蒸発させて低温側から熱を吸熱するとともに、蒸発した気相冷媒を圧縮して温度を上昇させて低温側から吸熱した熱を高温側に放熱する冷凍サイクルと、流体の有する熱エネルギを機械的エネルギに変換するランキンサイクルとの機能を兼ね備える熱サイクル装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、冷凍サイクル用の圧縮機にランキンサイクル用の膨張機の機能を兼務させる膨張機一体型圧縮機を用いた熱サイクル装置が開示されている。そして、この熱サイクル装置を車両用蒸気圧縮式冷凍機に適用している。
【０００４】
特許文献１の熱サイクル装置は、具体的には、図５に示す構成になっており、冷凍サイクルとして機能する場合は、三方弁１８を加熱器１５バイパス側（図５の破線側）に切り替え、開閉弁７を開弁させ、さらに、エンジン１から回転駆動力を伝達して膨張機一体型圧縮機２を圧縮機として作動させる。
【０００５】
加熱器１５はエンジン冷却水と冷媒とを熱交換させて冷媒を加熱する熱交換器なので、三方弁１８を加熱器１５バイパス側に切り替えると、加熱器１５で冷媒が加熱されることはない。よって、膨張機一体型圧縮機２から吐出した高圧冷媒は、膨張機一体型圧縮機２→放熱器８→気液分離器１０→膨張弁１３→蒸発器１４→膨張機一体型圧縮機２の順で循環する。これにより、周知の冷凍サイクルとしての機能を発揮する。
【０００６】
一方、ランキンサイクルとして機能する場合は、三方弁１８を加熱器１５側（図５の実線側）に切り替え、開閉弁７を閉弁させ、さらに、流体圧送手段である電動式の冷媒ポンプ１２を作動させる。
【０００７】
冷媒ポンプ１２を作動させると、開閉弁７が閉弁しているので、液相冷媒が気液分離器１０から加熱器１５へ圧送される。また、三方弁１８が加熱器１５側に切り替わっているので、加熱器１５に圧送された冷媒はエンジン冷却水と熱交換して加熱されて気化し、高圧冷媒となる。
【０００８】
さらに、この高圧冷媒は膨張機一体型圧縮機２の冷媒流入部側から冷媒流出部側へ体積膨張しながら流出する。よって、冷媒ポンプ１２の圧送した冷媒は、冷媒ポンプ１２→加熱器１５→膨張機一体型圧縮機２→第２バイパス通路２０→放熱器８→気液分離器１０→第１バイパス通路１１→冷媒ポンプ１２の順で循環する。
【０００９】
そして、高圧冷媒が膨張機一体型圧縮機２から体積膨張しながら流出する際に、膨張機一体型圧縮機２を膨張機として機能させ、発電機等を駆動するための機械的エネルギを出力させるランキンサイクルとしての機能を発揮する。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０２３１３３１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、この特許文献１には、熱サイクル装置内部の冷媒が異常高圧化した場合のサイクルの保護については開示されていない。しかし、通常、特許文献１のサイクルでは、運転停止時に、三方弁１８を加熱器１５側に切り替え、開閉弁７を開弁させることでサイクルを異常高圧から保護している。
【００１１】
三方弁１８を加熱器１５側に切り替える理由は、運転停止時であっても、エンジンが作動している時は加熱器１５にエンジン冷却水を通過させておけば、加熱器１５本体を加熱しておくことができるので、ランキンサイクル起動時に、加熱器１５の熱容量によって冷媒加熱時間が長くなることを防止できるからである。すなわち、ランキンサイクルの起動性を向上できるからである。
【００１２】
一方、開閉弁７を開弁させる理由は、もし開閉弁７を閉弁させていると、冷媒ポンプ１２→加熱器１５→膨張機一体型圧縮機２の間の冷媒通路が閉空間になるので、この閉空間の冷媒が加熱器１５によって加熱されて異常に高圧化してしまうからである。
【００１３】
例えば、冷媒としてフロンＲ１３４ａを使用した場合、フロンＲ１３４ａの１００℃における飽和蒸気圧は４ＭＰａを超える値である。一方、加熱器１５の熱源となるエンジン冷却水の温度はエンジン１の運転状況によって１００℃以上になるので、上記閉空間の圧力は４ＭＰａ以上に高圧化してしまう場合がある。そこで、従来技術では、運転停止時には開閉弁７を開弁させて、上記閉空間の冷媒圧力が異常に高圧化しないようにしている。
【００１４】
しかし、運転停止時に開閉弁７を開弁させていると、上記閉空間の圧力を高圧に維持しておくことができない。このため、ランキンサイクルを起動させても、冷媒ポンプ１２が作動してから冷媒ポンプ１２によって圧送された冷媒が加熱器１５にて加熱されて気化して高圧冷媒となるまでの起動初期については、膨張機一体型圧縮機２が機械的エネルギを出力できない。すなわち、ランキンサイクルの起動性が不十分となる。
【００１５】
さらに、特許文献１には、熱サイクル装置の運転中に熱サイクル装置内部の冷媒が異常高圧化した場合のサイクルの保護については一切開示されていない。
【００１６】
本発明は上記点に鑑み、ランキンサイクル機能を有する熱サイクル装置において、運転停止時に、サイクル内の流体圧力の異常上昇を防止しつつ、ランキンサイクルの起動性を向上させることを第１の目的とする。
【００１７】
また、本発明は、ランキンサイクル機能を有する熱サイクル装置において、サイクル内の流体圧力の異常上昇を防止することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は上記の目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、流体の有する熱エネルギを機械的エネルギに変換するランキンサイクルの機能を有する熱サイクル装置であって、流体を圧送する流体圧送手段（１２）と、流体圧送手段（１２）が圧送した流体の膨張により機械的エネルギを出力する流体膨張手段（３）と、流体圧送手段（１２）と流体膨張手段（３）とを接続する流体圧送配管（６、１１ｂ）と、流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内流体を加熱する流体加熱手段（１５）と、ランキンサイクルの運転停止時に、配管内流体の流体圧力を維持する圧力維持手段（５、７、９、９１、９２）とを備え、圧力維持手段（５、７、９、９１、９２）は、流体圧力が予め定めた設定圧以上に上昇した時に、配管内流体を流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部から流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部よりも低い圧力になっている低圧部へ逃がすことを特徴とする。
【００１９】
これによれば、ランキンサイクルの運転停止時に、圧力維持手段（５、７、９、９１、９２）が流体圧送配管（６、１１ｂ）の流体圧力を高圧に維持しているので、ランキンサイクルを起動すると即時に流体膨張手段（３）が機械的エネルギを出力することができる。その結果、ランキンサイクルの起動性を向上できる。
【００２０】
さらに、圧力維持手段（５、７、９、９１、９２）が流体圧送配管（６、１１ｂ）の流体圧力を設定圧未満にすることができるので、流体圧送配管（６、１１ｂ）の流体圧力がサイクル構成機器の耐圧以上に異常上昇することを防止できる。従って、運転停止時に、サイクル内の流体圧力の異常上昇を防止しつつ、ランキンサイクルの起動性を向上させることができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の熱サイクル装置において、圧力維持手段は、具体的には、流体圧送配管（６、１１ｂ）を開閉する電気式制御弁（５、７）と、配管内流体を低圧部へ逃がすリリーフ弁（９、９１、９２）とによって構成され、電気式制御弁（５、７）は、運転停止時に閉弁するようになっており、リリーフ弁（９、９１、９２）は、流体圧力が設定圧以上に上昇した時に開弁するようになっていてもよい。
【００２２】
これによれば、電気式制御弁（５、７）とリリーフ弁（９、９１、９２）の組み合わせによって、流体圧送配管（６、１１ｂ）の流体圧力を高圧に維持しつつ、流体圧力の異常上昇を防止できる。
【００２３】
請求項３に記載の発明のように、請求項１に記載の熱サイクル装置において、流体圧力を検出する圧力センサを備え、圧力維持手段は、具体的には、流体圧送配管（６、１１ｂ）を開閉する電気式制御弁（５、７）によって構成され、電気式制御弁（５、７）は、運転停止時に、圧力センサの検出値が設定圧未満の時は閉弁し、圧力センサの検出値が設定圧以上の時は開弁するようになっていてもよい。
【００２４】
これによれば、請求項２のようにリリーフ弁（９、９１、９２）を用いず、電気式制御弁（５、７）のみで圧力維持手段を構成しても、流体圧送配管（６、１１ｂ）の流体圧力を高圧に維持しつつ、流体圧力の異常上昇を防止できる。
【００２５】
請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱サイクル装置において、低圧部は、具体的には、流体膨張手段（３）の膨張流体流出側部位としてもよい。
【００２６】
請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱サイクル装置において、低圧部は、具体的には、流体圧送手段（１２）の流体吸入側部位としてもよい。
【００２７】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の熱サイクル装置において、サイクル内部の流体の圧力が予め定めた設定圧以上の時は、サイクル内部の流体を外部に逃がす安全弁（２４）を備え、圧力維持手段（５、７、９、９１、９２）の設定圧は、安全弁（２４）の設定圧よりも小さいことを特徴とする。
【００２８】
これによれば、流体圧送配管（６、１１ｂ）の流体圧力が上昇した時に、安全弁（２４）が流体をサイクル外部へ逃がす前に、圧力維持手段（５、７、９、９１、９２）が流体をサイクル内部に構成された低圧部へ逃がすことができる。その結果、サイクル内部に流体が保持され、熱サイクル装置の機能を維持することができる。
【００２９】
さらに、サイクル内部の流体の圧力が予め定めた設定圧以上になった場合は、安全弁（２４）が流体をサイクル外部に逃がすので、サイクルの運転中または運転停止時にかかわらず、サイクル内の流体圧力の異常上昇を防止することができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明では、低圧の流体を蒸発させて低温側から熱を吸熱するとともに、蒸発した気相流体を圧縮して温度を上昇させて、低温側から吸熱した熱を高温側に放熱する冷凍サイクルの機能を兼ね備える請求項１ないし６のいずれか１つに記載の熱サイクル装置であって、ランキンサイクルの運転と、冷凍サイクルの運転とを切り替えるようになっていることを特徴とする。
【００３１】
これによれば、ランキンサイクルの運転と、冷凍サイクルの運転とを切り替えるようになっている熱サイクル装置においても、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の発明と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
請求項８に記載の発明では、流体を圧送する流体圧送手段（１２）と、流体圧送手段（１２）が圧送した流体の膨張により機械的エネルギを出力する流体膨張手段（３０ｂ）とを有する熱サイクル装置に適用される高圧保護装置であって、流体圧送手段（１２）と流体膨張手段（３０ｂ）とを接続する流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内圧力を検出する圧力検出手段（５０）と、流体圧送手段（１２）の作動を制御する制御手段（２１ａ）と、配管内圧力が予め定めた第１設定圧（Ｐ１）以上の時に、流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内流体をサイクル外部に逃がす安全弁（２４）とを備え、制御手段（２１ａ）は、圧力検出手段（５０）の検出圧力が予め定めた第２設定圧（Ｐ２）以上になった時に、流体圧送手段（１２）の流体圧送量を低下させるようになっており、第２設定圧（Ｐ２）は、第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっていることを特徴とする。
【００３３】
これによれば、配管内圧力が予め定めた第２設定圧（Ｐ２）以上になると、制御手段（１２）が流体圧送手段（１２）の流体圧送量を低下させるので、流体圧送配管（６、１１ｂ）に圧送される流体量を減少させて配管内圧力を低下させることができる。その結果、サイクル内の流体圧力の異常上昇を防止することができる。
【００３４】
さらに、配管内圧力が上昇して予め定めた第１設定圧（Ｐ１）以上になると、安全弁（２４）が配管内流体をサイクル外部に逃がすので、サイクル内の流体圧力の異常上昇を確実に防止できる。
【００３５】
しかも、第２設定圧（Ｐ２）が第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっているので、安全弁（２４）が流体をサイクル外部へ逃がす前に、制御装置（２１ａ）が流体圧送手段（１２）の流体圧送量を低下させる。この流体圧送量の低下により配管内圧力を低下させることができれば、流体がサイクル内部に保持されるので、熱サイクル装置の機能を維持することができる。
【００３６】
請求項９に記載の発明では、流体を圧送する流体圧送手段（１２）と、流体圧送手段（１２）が圧送した流体の膨張により機械的エネルギを出力する流体膨張手段（３０ｂ）とを有する熱サイクル装置に適用される高圧保護装置であって、流体圧送手段（１２）と流体膨張手段（３０ｂ）とを接続する流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内圧力を検出する圧力検出手段（５０）と、流体膨張手段（３０ｂ）の作動を制御する制御手段（２１ａ）と、配管内圧力が予め定めた第１設定圧（Ｐ１）以上の時に、流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内流体をサイクル外部に逃がす安全弁（２４）とを備え、制御手段（２１ａ）は、検出手段（５０）の検出圧力が予め定めた第２設定圧（Ｐ２）以上になった時に、流体膨張手段（３０ｂ）の流体流出量を増加させるようになっており、第２設定圧（Ｐ２）は、第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっていることを特徴とする。
【００３７】
これによれば、配管内圧力が予め定めた第２設定圧（Ｐ２）以上になると、制御手段（１２）が流体膨張手段（１２）の流体流出量を増加させるので、流体圧送配管（６、１１ｂ）から流出する流体量を増加させて配管内圧力を低下させることができる。その結果、サイクル内の流体圧力の異常上昇を防止することができる。
【００３８】
さらに、請求項８記載の発明と同様に、配管内圧力が第１設定圧（Ｐ１）以上になると安全弁（２４）が配管内流体をサイクル外部に逃がすので、サイクル内の流体圧力の異常上昇を確実に防止できる。また、第２設定圧（Ｐ２）が第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっているので、冷媒通過量の増加により配管内圧力を低下させることができれば、流体がサイクル内部に保持されて、熱サイクル装置の機能を維持することができる。
【００３９】
請求項１０に記載の発明では、流体を圧送する流体圧送手段（１２）と、流体圧送手段（１２）が圧送した流体の膨張により機械的エネルギを出力する流体膨張手段（３０ｂ）とを有する熱サイクル装置に適用される高圧保護装置であって、流体圧送手段（１２）と流体膨張手段（３０ｂ）とを接続する流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内圧力を検出する圧力検出手段（５０）と、流体膨張手段（１２）および流体膨張手段（３０ｂ）の作動を制御する制御手段（２１ａ）と、配管内圧力が予め定めた第１設定圧（Ｐ１）以上の時に、流体圧送配管（６、１１ｂ）の配管内流体をサイクル外部に逃がす安全弁（２４）とを備え、制御手段（２１ａ）は、検出手段（５０）の検出圧力が予め定めた第２設定圧（Ｐ２）以上になった時に、流体圧送手段（１２）の流体圧送量を低下させるとともに、流体膨張手段（３０ｂ）の流体流出量を増加させるようになっており、第２設定圧（Ｐ２）は、第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっていることを特徴とする。
【００４０】
これによれば、配管内圧力が予め定めた第２設定圧（Ｐ２）以上になると、制御手段（１２）が流体圧送手段（１２）の流体圧送量を低下させるとともに、流体膨張手段（１２）の流体流出量を増加させるので、配管内圧力を効果的に低下させることができ、サイクル内の流体圧力の異常上昇を効果的に防止することができる。
【００４１】
さらに、請求項８、９記載の発明と同様に、配管内圧力が第１設定圧（Ｐ１）以上になると安全弁（２４）が配管内流体をサイクル外部に逃がすので、サイクル内の流体圧力の異常上昇を確実に防止できる。また、第２設定圧（Ｐ２）が第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっているので、冷媒圧送量の減少と冷媒通過量の増加により配管内圧力を低下させることができれば、流体がサイクル内部に保持されて熱サイクル装置の機能を維持することができる。
【００４２】
請求項１１に記載の発明では、請求項８ないし１０のいずれか１つに記載の高圧保護装置において、流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部と流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部よりも低い圧力になっている低圧部とを連通させるバイパス通路（３１）と、バイパス通路（３１）を開閉する制御弁（３２）とを備え、制御弁（３２）は、配管内圧力が予め定めた第３設定圧（Ｐ３）以上になった時に、開弁するようになっており、第３設定圧（Ｐ３）は、第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっているとともに、第２設定圧（Ｐ２）よりも高い値になっていることを特徴とする。
【００４３】
これによれば、予め定めた第３設定圧（Ｐ３）以上になった時に、バイパス通路（３１）を開閉する制御弁（３２）が開弁するので、配管内流体を流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部から低圧部へ逃がすことで配管内圧力を低下させることができる。その結果、サイクル内の流体圧力の異常上昇を防止することができる。なお、低圧部は、具体的に、流体圧送手段（１２）の流体吸入口側、流体膨張手段（３０ｂ）の流体流出口側等としてもよい。
【００４４】
しかも、第３設定圧（Ｐ３）が第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっているとともに、第２設定圧（Ｐ２）よりも高い値になっているので、流体圧送量の低下や流体流出量の増加によって配管内圧力が低下しない場合であっても、制御弁（３２）の開弁により配管内圧力を低下させることができれば、流体がサイクル内部の流体が保持されて熱サイクル装置の機能を維持することができる。
【００４５】
請求項１２に記載の発明では、請求項８ないし１１のいずれか１つに記載の高圧保護装置において、配管内圧力が予め定めた第４設定圧（Ｐ４）以上の時に、配管内流体を流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部から流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部よりも低い圧力になっている低圧部へ逃がすリリーフ弁（９１）を備え、第４設定圧（Ｐ４）は、第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっているとともに、第２設定圧（Ｐ２）よりも高い値になっていることを特徴とする。
【００４６】
これによれば、予め定めた第４設定圧（Ｐ４）以上になった時に、リリーフ弁（９１）が開弁するので、配管内流体を流体圧送配管（６、１１ｂ）の内部から低圧部へ逃がすことで配管内圧力を低下させることができる。その結果、サイクル内の流体圧力の異常上昇を防止することができる。なお、この低圧部も、具体的に、流体圧送手段（１２）の流体吸入口側、流体膨張手段（３０ｂ）の流体流出口側等としてもよい。
【００４７】
しかも、第４設定圧（Ｐ３）が第１設定圧（Ｐ１）よりも低い値になっているとともに、第２設定圧（Ｐ２）よりも高い値になっているので、流体圧送量の低下や流体流出量の増加によって配管内圧力が低下しない場合であっても、リリーフ弁（９１）の開弁により配管内圧力を低下させることができれば、流体がサイクル内部の流体が保持されて熱サイクル装置の機能を維持することができる。
【００４８】
なお、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ものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
（第１実施形態）
本実施形態は、本発明に係る熱サイクル装置を、ランキンサイクルを備える車両用蒸気圧縮式冷凍機（冷凍サイクル）に適用したものであって、図１は本実施形態の全体構成図である。この車両用蒸気圧縮式冷凍機は、冷熱および温熱を発生させて車室内空間の空調を行うとともに、エンジン１で発生した廃熱からエネルギを回収するものである。
【００５０】
まず、膨張機一体型圧縮機２は、熱サイクル装置が冷凍サイクルとして車室内空調を行う場合（以下、空調運転モードと呼ぶ。）には圧縮機として機能し、熱サイクル装置がランキンサイクルとして廃熱回収を行う場合（以下、廃熱回収モードと呼ぶ。）には膨張機として機能する可逆的運転が可能な回転型の流体機械である。
【００５１】
膨張機一体型圧縮機２は、車両エンジンルーム内に搭載されており、圧縮膨張部３、モータジェネレータ部４および制御弁５等によって構成される。
【００５２】
圧縮膨張部３は、空調運転モードにおいて駆動力を与えられることによって冷媒を圧縮および吐出する機能と、廃熱回収モードにおいて冷媒の膨張により機械的エネルギを出力する機能とを兼ね備えるものである。具体的には、周知のスクロール型圧縮機と同一の構造である。また、圧縮膨張部３には、低圧の気相冷媒を吸入および流出させる低圧ポート３ａと高圧の冷媒を吐出および流入させる高圧ポート３ｂとが設けられている。
【００５３】
モータジェネレータ部４は、空調運転モードにおいて圧縮膨張部３に駆動力を与える機能と、廃熱回収モードにおいて圧縮膨張部３の出力した機械的エネルギにより発電を行う機能とを兼ね備えるものである。具体的には、周知の直流電動機と同一の構造である。また、圧縮膨張部３の回転シャフトとモータジェネレータ部４の回転シャフトは、圧縮膨張部３とモータジェネレータ部４とが一体となって回転作動するように結合されている。
【００５４】
制御弁５は、圧縮膨張部３の高圧ポート３ｂ側に設けられており、空調運転モードでは吐出弁、すなわち圧縮膨張部３側から後述する加熱器１５側にのみ冷媒が流れることを許容する逆止弁として機能し、廃熱回収モードでは開弁状態となる電磁式のバルブであり、本実施形態における電気的制御弁である。また、電源が供給されていない時は、逆止弁としてのみ機能するようになっている。
【００５５】
次に、高圧配管６は、膨張機一体型圧縮機２の高圧ポート３ｂと開閉弁７を接続する冷媒配管である。開閉弁７は高圧配管６を開閉する電磁式のバルブであり、開閉弁７も本実施形態における電気的制御弁である。また、電源が供給されていない時は、閉弁するようになっている。なお、開閉弁７の他の接続部は後述する放熱器８に接続されている。
【００５６】
リリーフ弁９は、高圧配管６側の圧力が予め定めた設定圧以上の時は、高圧配管６側の冷媒を放熱器８側に逃がす周知の機械式圧力応動弁で、開閉弁７と並列に接続されている。本実施形態では、サイクル構成機器の耐圧の最小値が４．０（ＭＰａ）程度なので、リリーフ弁９の設定圧を３．０（ＭＰａ）に設定している。上述の制御弁５、開閉弁７およびリリーフ弁９は本実施形態における圧力維持手段を構成している。
【００５７】
放熱器８は、冷媒の有する熱量を外気に放熱させて冷媒を冷却する熱交換器である。気液分離器１０は、放熱器８の冷媒出口側に接続され、放熱器８から流出した冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離するレシーバである。第１バイパス通路１１は、気液分離器１０にて分離された液相冷媒を気液分離器１０から膨張機一体型圧縮機２の高圧ポート３ｂ側へ導くための冷媒配管である。
【００５８】
冷媒ポンプ１２は、液相冷媒を気液分離器１０側から高圧ポート３ｂ側へ圧送する流体圧送手段であり、車両エンジンルーム内に固定されている。冷媒ポンプ１２には、冷媒を吸入する冷媒吸入ポート１２ａおよび冷媒を吐出する冷媒吐出ポート１２ｂが設けられている。
【００５９】
冷媒吸入ポート１２ａは、第１バイパス通路上流部１１ａによって気液分離器１０に接続され、冷媒吐出ポート１２ｂは、第１バイパス通路下流部１１ｂによって高圧配管６の開閉弁７と後述する加熱器１５の間の部位に接続されている。すなわち、高圧配管６と第１バイパス通路下流部１１ｂは本実施形態における流体圧送配管を構成する。
【００６０】
さらに、冷媒ポンプ１２は、冷媒吸入ポート１２ａから冷媒吐出ポート１２ｂにのみ冷媒が流れるようになっている。なお、本実施形態では周知の電動式のスクロール型ポンプを採用しているが、エンジン１や圧縮膨張部３から動力を得て作動するポンプや他の形式のポンプを用いてもよい。
【００６１】
次に、膨張弁１３は気液分離器１０の液相冷媒出口側に接続され、分離された液相冷媒を減圧膨張させるものである。本実施形態では、空調運転モードで膨張機一体型圧縮機２の低圧ポート３ａ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張弁を採用している。
【００６２】
蒸発器１４は膨張弁１３に接続され、膨張弁１３にて減圧された冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる吸熱器である。蒸発器１４の冷媒出口側は膨張機一体型圧縮機２の低圧ポート３ａに接続されている。蒸発器１４と膨張機一体型圧縮機２を接続する冷媒配管には逆止弁１４ａが設けられ、逆止弁１４ａは、蒸発器１４の冷媒出口側から低圧ポート３ａ側にのみ冷媒が流れることを許容している。
【００６３】
加熱器１５は、高圧配管６の高圧ポート３ｂ接続部と第１バイパス通路下流部１１ｂ接続部との間に設けられており、高圧配管６を流れる冷媒とエンジン冷却水とを熱交換させることで、冷媒を加熱する熱交換器である。
【００６４】
ここで、エンジン冷却水はエンジン１を冷却するために図１の破線部で示す温水回路１６を循環している。温水回路１６の、ウォータポンプ１７はエンジン冷却水を循環させるための電動ポンプである。
【００６５】
三方弁１８はエンジン１から流出したエンジン冷却水を加熱器１５に導入させる回路と加熱器１５に導入させずにバイパスさせる回路とを切り替えるための電磁式のバルブである。なお、電源が供給されていない時は、エンジン冷却水を加熱器１５側に導入させる回路になっている。ラジエータ１９はエンジン冷却水と外気とを熱交換させることで、エンジン冷却水を冷却する熱交換器である。
【００６６】
第２バイパス通路２０は、膨張機一体型圧縮機２の低圧ポート３ａと放熱器８の冷媒入口とを繋ぐための冷媒配管であり、第２バイパス通路２０には、低圧ポート３ａ側から放熱器８側にのみ冷媒が流れることを許容する逆止弁２０ａが設けられている。
【００６７】
制御装置２１は、サイクル構成機器の制御を行う電子制御装置であり、入力側には車室内前部の計器盤付近に配置される操作パネル２２に設けられた手動操作スイッチの操作信号が入力される。手動操作スイッチとしては、空調運転モードの作動を要求する空調運転スイッチ２２ａと廃熱回収モードの作動を要求する廃熱回収スイッチ２２ｂがある。
【００６８】
なお、空調運転スイッチ２２ａをＯＮにすると空調運転モードの作動要求信号が制御装置２１に入力されると同時に、廃熱回収スイッチ２２ｂは強制的にＯＦＦとなる。一方、廃熱回収スイッチ２２ｂをＯＮにすると廃熱回収モードの作動要求信号が制御装置２１に入力されると同時に、空調運転スイッチ２２ｂは強制的にＯＦＦとなる。すなわち、いずれか一方の作動要求信号のみが制御装置２１に入力されるようになっている。
【００６９】
よって、空調運転スイッチ２２ａと廃熱回収スイッチ２２ｂが同時にＯＦＦとなる場合と、いずれか一方がＯＮになる場合はあるが、双方がＯＮとなる場合はないので、手動操作スイッチ（２２ａ、２２ｂ）により空調サイクルの運転とランキンサイクルの運転とを選択的に切り替えることができる。
【００７０】
制御装置２１の出力側には、モータジェネレータ部４、制御弁５、開閉弁７、冷媒ポンプ１２、三方弁１８、蓄電用バッテリ２３が接続され、これらの機器の作動が制御装置２１の出力信号により制御される。
【００７１】
次に、上記した構成における本実施形態の作動について説明する。まず、空調運転スイッチ２２ａと廃熱回収スイッチ２２ｂとが同時にＯＦＦとなっている場合、つまり、車両用蒸気圧縮式冷凍機の運転停止時について説明する。
【００７２】
車両用蒸気圧縮式冷凍機の運転停止時は、モータジェネレータ部４および冷媒ポンプ１２は作動せず、制御弁５、開閉弁７および三方弁１８に電源供給されず、モータジェネレータ部４と蓄電用バッテリ２３は接続されていない。
【００７３】
よって、前述の如く、制御弁５は逆止弁として機能し、開閉弁７は閉弁する。さらに、冷媒ポンプ１２は、冷媒吐出ポート１２ｂ側から冷媒吸入ポート１２ａ側へ冷媒を流出させることができないので、高圧配管６および第１バイパス通路下流部１１ｂの内部は閉空間となり、内部の冷媒圧力が維持される。
【００７４】
また、運転停止時には、三方弁１８に電源が供給されないので、温水回路１６はエンジン冷却水が加熱器１５側に導入される回路になっている。よって、温水回路１６ではエンジン冷却水がウォータポンプ１７→エンジン１→加熱器１５→三方弁１８→ラジエータ１９→ウォータポンプ１７の順で循環する。
【００７５】
これは、車両用蒸気圧縮式冷凍機の運転停止時であってもエンジン１作動時にはエンジン冷却水が高温化しているので、加熱器１５側を通過させて上記閉空間の冷媒圧力を加熱して高圧化させるためである。これによって、ランキンサイクルの起動性を向上させることができる。
【００７６】
なお、エンジン停止時は、エンジン冷却水が加熱器１５側を通過しても、上記閉空間の冷媒を高圧化させることはできない。しかし、エンジン１停止時には回収すべき廃熱が生じていないので、ランキンサイクルを運転する必要がない。よって、三方弁１８が加熱器１５側になっていても不都合は生じない。
【００７７】
上述のように、車両用蒸気圧縮式冷凍機の運転停止時であっても、エンジン１作動時には、上記閉空間の冷媒圧力は高圧化するが、リリーフ弁９の機能によって、冷媒圧力はリリーフ弁９の設定圧（３．０ＭＰａ）以上には上昇しない。
【００７８】
さらに、リリーフ弁９の設定圧は、この閉空間の内部の冷媒圧力を受ける構成機器（例えば、制御弁５、開閉弁７、冷媒ポンプ１２）や配管接続部の耐圧の最小値（４．０ＭＰａ）より小さいので、これらのサイクル構成機器（２、７、１２、１５）等の信頼性を確保することができる。
【００７９】
次に、空調運転スイッチ２２ａがＯＮとなり、空調運転モードの作動が要求されている場合について説明する。空調運転モードの作動が要求されると、制御装置２１が、モータジェネレータ部４が作動するように制御し、開閉弁７を開弁し、三方弁１８を加熱器１５バイパス側に切り替える。一方、制御弁５には電源供給せず、冷媒ポンプ１２が作動しないように制御し、モータジェネレータ部４と蓄電用バッテリ２３も接続しないように制御する。
【００８０】
モータジェネレータ部４に電源が供給されると、回転シャフトを介して圧縮膨張部３に回転駆動力が与えられる。これにより、圧縮膨張部３は低圧ポート３ａから冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高圧ポート３ｂから吐出する。高圧ポート３ｂから吐出された冷媒は、加熱器１５および開閉弁７を通過して放熱器８へ圧送される。
【００８１】
ここで、空調運転モードでは開閉弁７が開弁し、三方弁１８を加熱器１５バイパス通路に切り替えているので、温水回路１６のエンジン冷却水はウォータポンプ１７→エンジン１→三方弁１８→ラジエータ１９→ウォータポンプ１７の順で加熱器１５をバイパスして循環する。
【００８２】
よって、冷媒は加熱されず、加熱器１５および開閉弁７は単なる冷媒通路として機能する。さらに、空調運転モードでは、開閉弁７の冷媒通路面積が充分確保されているので、リリーフ弁９の上流側と下流側に圧力差は殆ど生じない。よって、リリーフ弁９が開放することもない。
【００８３】
圧送された冷媒は、放熱器８にて熱量を放熱し、気液分離器１０で気相冷媒と液相冷媒に分離される。また、冷媒ポンプ１２は作動しないので、気液分離器１０内の液相冷媒が冷媒ポンプ１２に吸入されることはない。気液分離器１０で分離された液相冷媒は膨張弁１３で減圧されて、蒸発器１４にて吸熱して、膨張機一体型圧縮機２の低圧ポート３ａより吸入される。
【００８４】
これにより、空調運転モードでは、膨張機一体型圧縮機２→放熱器８→気液分離器１０→膨張弁１３→蒸発器１４→膨張機一体型圧縮機２の順で冷媒が循環する周知の冷凍サイクルを構成し、車室内空間の空調を行うようになっている。
【００８５】
ここで、空調運転モードの起動時について説明する。空調運転モード起動時には開閉弁７が開弁し、高圧配管６および第１バイパス通路下流部１１ｂによって構成されていた閉空間内部の冷媒は放熱器８側へ流出する。このため、高圧ポート３ｂ側の冷媒圧力が低下するので、高圧ポート３ｂ側の冷媒圧力によって、膨張機一体型圧縮機２の作動が妨げられることはない。もちろん、高圧ポート３ｂ側の冷媒圧力を充分低下させるために、開閉弁７の開弁に対して膨張機一体型圧縮機２の作動を遅延させてもよい。
【００８６】
次に、廃熱回収スイッチ２２ｂがＯＮとなり、廃熱回収モードの作動が要求されている場合について説明する。廃熱回収モードの作動が要求されると、制御装置２１が、制御弁５を開弁し、開閉弁７を閉弁し、冷媒ポンプ１２が作動するように制御し、三方弁１８を加熱器１５側に切り替える。一方、モータジェネレータ部４が作動しないように制御し、モータジェネレータ部４と蓄電用バッテリ２３を接続するように制御する。
【００８７】
三方弁１８が加熱器１５側に切り替えられると、温水回路１６は運転停止時と同様に循環するので、エンジン１の廃熱によって高圧配管６内部の冷媒が加熱される。廃熱回収モードでは、開閉弁７は閉弁しているので、加熱された冷媒は、加熱器１５側から制御弁５を通過して、圧縮膨張部３に流入する。圧縮膨張部３に流入した冷媒は気化膨張し、圧縮膨張部３の回転シャフトを回転させながら低圧ポート３ａから流出する。
【００８８】
圧縮膨張部３の回転シャフトの回転によってモータジェネレータ部４も一体となって回転作動するので、モータジェネレータ部４を発電機として作動させることができる。また、発電された電力は制御装置２１を介して接続された蓄電用バッテリ２３に蓄電される。
【００８９】
すなわち、エンジン１の廃熱によって冷媒を膨張させ、膨張機一体型圧縮機２に機械的エネルギを出力させ、モータジェネレータ部４で電気エネルギに変換することで熱エネルギの回収を行っている。
【００９０】
このように、加熱され高圧化した冷媒は高圧ポート３ｂ側から低圧ポート３ａ側へ流出していくので、本実施形態では、高圧ポート３ｂ側の圧力は２．５（ＭＰａ）程度までしか上昇しないようになっている。よって、廃熱回収モードでは、リリーフ弁９が開弁することもない。
【００９１】
一方、低圧ポート３ａから流出した冷媒は、逆止弁１４ａの機能によって第２バイパス通路２０を通過して放熱器８に流入する。放熱器８で放熱した冷媒は、気液分離器１０に流入し、気液分離器にて気相冷媒と液相冷媒に分離される。気液分離器１０で分離された液相冷媒は冷媒ポンプ１２によって加熱器１５に圧送される。
【００９２】
これにより、廃熱回収モードでは、冷媒ポンプ１２→加熱器１５→膨張機一体型圧縮機２→第２バイパス通路２０→放熱器８→気液分離器１０→第１バイパス通路１１→冷媒ポンプ１２の順で冷媒が循環するランキンサイクルを構成し、エンジン１で発生した廃熱からエネルギを回収している。
【００９３】
ここで、廃熱回収モードの起動時について説明する。廃熱回収モードの起動時には、高圧配管６および第１バイパス通路下流部１１ｂによって構成されていた閉空間内部の冷媒圧力が高圧に維持されているので、制御弁５が開弁すると即時に、冷媒が高圧ポート３ｂ側から圧縮膨張部３へ流入し、膨張機一体型圧縮機２に機械的エネルギを出力させることができる。すなわち、ランキンサイクルの起動性を向上させることができる。
【００９４】
以上のように、本実施形態では、サイクル構成機器の信頼性を確保しつつ、ランキンサイクルの起動性を向上させることができる。
【００９５】
（第２実施形態および第３実施形態）
第１実施形態では、リリーフ弁９を開閉弁７と並列に配置したが、リリーフ弁９を廃止して他の部位に配置してもよい。第２実施形態では、図２に示すように、冷媒を第１バイパス通路下流部１１ｂ側から冷媒ポンプ１２の冷媒吸入ポート１２ａ側へ逃がすリリーフ弁９１を、冷媒ポンプ１２と並列に配置している。
【００９６】
また、第３実施形態では、図３に示すように、冷媒を高圧配管６側から膨張機一体型圧縮機２の低圧ポート３ａ側に逃がすリリーフ弁９２を、膨張機一体型圧縮機２と並列に配置している。その他の構成は第１実施形態と同様である。このような構成であっても、第１実施形態と全く同様の効果を得ることができる。
【００９７】
（第４実施形態）
本実施形態では、第１実施形態の構成に蒸気圧縮式冷凍機の内部の冷媒の圧力が予め定めた設定圧以上の時は、冷媒を蒸気圧縮式冷凍機の内部から外部へ放出する安全弁２４を追加したものである。安全弁２４は、周知の機械式圧力応動弁であり、高圧配管６の高圧ポート３ｂと加熱器１５の間に設けられている。
【００９８】
さらに、安全弁２４の設定開弁圧はサイクル構成機器の耐圧の最小値を越えない値であり、かつ、リリーフ弁９の設定圧よりも高い値に設定してある。本実施形態では、安全弁２４の設定圧は３．５（ＭＰａ）程度に設定している。その他は第１実施形態と同様の構成である。
【００９９】
このような構成であれば、サイクル内の冷媒が外部に流出して、熱サイクル装置が機能できなくなる前に、リリーフ弁９が開放するので、熱サイクル装置の機能を損なわれることなく、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１００】
（第５実施形態）
上述の実施形態では、空調運転モードでは圧縮機として機能し、廃熱回収モードでは膨張器として機能する膨張器一体型圧縮機２を採用した熱サイクル装置の例を説明したが、本実施形態では、図６に示すように空調運転モード専用の圧縮機３０ａおよび廃熱回収モード専用の膨張機３０ｂを採用した熱サイクル装置に本発明の高圧保護装置を適用した例を説明する。
【０１０１】
図６は、本実施形態の熱サイクル装置の全体構成図であり、この熱サイクル装置もランキンサイクルを備える車両用蒸気圧縮式冷凍機（冷凍サイクル）に適用したものである。なお、図６では、第１実施形態の全体構成図（図１）と同一もしくは均等の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【０１０２】
まず、膨張機３０ｂは、基本的に第１実施形態の圧縮膨張部３と同様の構成であり、冷媒の膨張により機械的エネルギを出力するものである。また、圧縮膨張部３と同様に、高圧の冷媒を流入させる高圧ポート３０ｃおよび低圧の冷媒を流出させる低圧ポート３０ｄが設けられ、膨張機３０ｂの回転シャフトとモータジェネレータ部４の回転シャフトの一端は一体に結合されている。
【０１０３】
さらに、モータジェネレータ部４の回転シャフトの他端には冷媒ポンプ１２の回転シャフトが結合され、モータジェネレータ部４と冷媒ポンプ１２とが一体となって回転作動するようになっている。つまり、本実施形態では、膨張機３０ｂ、モータジェネレータ部４および冷媒ポンプ１２が一体となって回転作動するように結合されている。
【０１０４】
モータジェネレータ部４は、周知の交流電動機と同一構造であり、第１実施形態と同様に膨張機３０ｂから回転駆動力を伝達されて発電機として作動するとともに、後述する制御装置２１のインバータ２１ｄから電源を供給されることで電動機としても作動する。
【０１０５】
従って、電動機としての作動によって発電時の回転数を制御することができ、この発電時の回転数制御によって発電量を調整することができる。そして、発電された電力は、制御装置２１のインバータ２１ｄを介して蓄電用バッテリ２３に充電される。
【０１０６】
冷媒ポンプ１２は、膨張機３０ｂから回転駆動力を伝達されて加熱器１５へ液相冷媒を吐出するものである。また、本実施形態では、冷媒吐出ポート１２ｂ側から冷媒吸入ポート１２ａ側へ冷媒を逃がす第２実施形態と同様のリリーフ弁９１が、冷媒ポンプ１２と並列に配置されている。なお、このリリーフ弁９１の開弁圧（以下、第４設定圧Ｐ４という。）は３．０ＭＰａである。
【０１０７】
また、高圧配管６の加熱器１５出口側と膨張機３０ｂ流入側との間には、第４実施形態と同様の安全弁２４が配置されている。なお、この安全弁の開弁圧（以下、第１設定圧Ｐ１という。）は３．５ＭＰａである。また、リリーフ弁９１および安全弁２４は本実施形態の高圧保護装置を構成するものである。
【０１０８】
さらに、本実施形態では、膨張機３０ｂの高圧ポート３０ｃ側と低圧ポート３０ｄ側とを連通させる膨張機バイパス通路３１が設けられており、この膨張機バイパス通路３１には制御弁３２が配置されている。制御弁３２は膨張機バイパス通路３１を開閉する電磁式のバルブで、後述する制御装置２１のシステム制御ＥＣＵ２１ａの出力信号によって開閉する。
【０１０９】
なお、本実施形態では、システム制御ＥＣＵ２１ａは、後述する冷媒圧力センサ５０の検出値が所定圧力（以下、第３設定圧Ｐ３という。）以上になっていることを判定すると制御弁３２を開弁するようになっている。なお、具体的には、第３設定圧Ｐ３は２．８ＭＰａとしており、この膨張機バイパス通路３１および制御弁３２も本実施形態の高圧保護装置を構成している。
【０１１０】
また、本実施形態の放熱器８は、冷媒を凝縮させる凝縮部８ａおよび気液分離器１０下流側液相冷媒を冷却する過冷却部８ｂを有して構成されており、いわゆるサブクールコンデンサの形態となっている。もちろん、凝縮部８ａ、気液分離器１０および過冷却部８ｂを一体的に形成する気液分離器一体型サブクールコンデンサを採用してもよい。
【０１１１】
さらに、冷媒ポンプ１２と加熱器１５とを接続する第１バイパス通路下流部１１ｂには、高圧側冷媒圧力を検出する冷媒圧力センサ５０が設けられている。冷媒圧力センサ５０は、高圧配管６および第１バイパス通路下流部１１ｂによって構成される流体圧送配管の配管内圧力を検出する圧力検出手段になる。なお、この冷媒圧力センサ５０も本実施形態の高圧保護装置を構成する。
【０１１２】
また、放熱器８と冷媒ポンプ１２との間には、低圧側冷媒圧力を検出する冷媒圧力センサ５１が設けられている。そして、冷媒圧力センサ５０、５１によって検出された圧力信号はシステム制御ＥＣＵ２１ａに入力される。
【０１１３】
一方、圧縮機３０ａは本実施形態における冷凍サイクルを循環する冷媒を高温高圧に圧縮するもので、本実施形態では、エンジン１の駆動力によって駆動されるようになっている。具体的には、圧縮機３０ａの駆動軸にはプーリ３０ｅが固定されており、エンジン１の駆動力がベルトＶを介してプーリ３０ｅに伝達されて圧縮機３０ａが駆動される。
【０１１４】
なお、プーリ３０ｅには、圧縮機３０ａとプーリ３０ｅとの間を断続する電磁クラッチ３０ｆが設けられている。この電磁クラッチ３０ｆは後述する制御装置２１のエアコン制御ＥＣＵ２１ｃの出力信号によってＯＮ−ＯＦＦ制御される。
【０１１５】
圧縮機３０ａ吐出側は膨張機３０ｂ冷媒流出口と放熱器８冷媒入口との間の冷媒配管に設けられた分岐点Ｘに接続される。従って、圧縮機３０ａ吐出側冷媒は、膨張機３０ｂ下流側冷媒と合流して放熱器８にて放熱できるようになっている。
【０１１６】
また、放熱器８下流側と冷媒ポンプ１２吸入側との間の冷媒配管には分岐点Ｙが設けられており、分岐点Ｙで分岐された冷媒が膨張弁１３へ流入するように接続されている。さらに、膨張弁１３下流側は蒸発器１４に接続され、蒸発器１４出口側は圧縮機３０ａ吸入側に接続される。なお、蒸発器１４は後述する空調ユニット４０の空調ケース４０ａ内に配置されている。
【０１１７】
次に、温水回路１６は、第１実施形態に対して、三方弁１８が廃止されており、エンジン冷却水が常に加熱器１５を通過するようになっている。また、エンジン１の出口側流路に水温センサ５２が設けられるとともに、ラジエータ１９を迂回して冷却水が流通するラジエータバイパス流路３４が設けられている。
【０１１８】
水温センサ５２は、エンジン１の出口側における冷却水温度を検出する水温検出手段であり、この水温センサ５２によって検出される温度信号は、システム制御ＥＣＵ２１ａに入力される。
【０１１９】
また、ラジエータ１９を流通するエンジン冷却水流量とラジエータバイパス流路３４を流通するエンジン冷却水流量は、サーモスタット３５によって調節されるようになっている。サーモスタット３５は、周知の如くサーモワックス（感温部材）の温度による体積変化を利用して弁体を変位させて、エンジン冷却水通路面積を変化させるものである。
【０１２０】
さらに、本実施形態の温水回路１６では、ウォータポンプ１７の上流側で分岐されるとともに、エンジン１をバイパスして水温センサ５２下流側へエンジン冷却水を循環させるヒータ流路３６が設けられている。ヒータ流路３６にはヒータコア３７が設けられており、エンジン冷却水（温水）がヒータコア３７を通過するようになっている。
【０１２１】
ヒータコア３７は、空調ユニット４０の空調ケース４０ａ内に配置されており、蒸発器１４通過後の空調空気（冷風）をエンジン冷却水（温水）と熱交換させて加熱するものである。また、ヒータコア３７にはエアミックスドア４０ｂが設けられており、このエアミックスドア４０ｂの開度を変化させることにより、ヒータコア３７で加熱される空気量が調整される。
【０１２２】
従って、エアミックスドア４０ｂの開度に応じて、ヒータコア３７をバイパスする冷風とヒータコア３７で加熱される温風との割合が変化し、これらの冷風と温風を混合させることにより、車室内に吹き出される空調風の温度が乗員の所望の温度に調整される。なお、エアミックスドア４０ｂは図示しないサーボモータにより駆動され、このサーボモータは制御装置２１のエアコン制御ＥＣＵ２１ｃの出力信号によって制御される。
【０１２３】
また、本実施形態では、エンジン１の駆動力はベルトＶを介してオルタネータ４１にも伝達されるようになっている。オルタネータ４１は駆動力を与えられることで発電する周知の発電機である。このオルタネータ４１によって発電された電力は蓄電用バッテリ２３に充電されるとともに、蓄電用バッテリ２３に充電された電力は、車両電気負荷（ヘッドランプ、オーディオ、カーナビ等）４２に供給されるようになっている。
【０１２４】
次に、本実施形態の制御装置２１は、システム制御ＥＣＵ２１ａ、車両制御ＥＣＵ２１ｂ、エアコン制御ＥＣＵ２１ｃ、インバータ２１ｄによって構成される。システム制御ＥＣＵ２１ａは本実施形態の熱サイクル装置を構成する各種機器の作動を制御する制御手段であり、本実施形態の高圧保護装置を構成するものである。
【０１２５】
さらに、システム制御ＥＣＵ２１ａには、車両制御ＥＣＵ２１ｂ、エアコン制御ＥＣＵ２１ｃおよびインバータ２１ｄ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。また、冷媒圧力センサ５０、５１および水温センサ５２の検出信号や操作パネル２２の操作信号等が入力される。
【０１２６】
車両制御ＥＣＵ２１ｂは、主にエンジン１の制御を行うものであり、エアコン制御ＥＣＵ２１ｃは、乗員のエアコン要求、設定温度、環境条件等に応じて、電磁クラッチ３０ｆの断続制御、エアミックスドア４０ｂのサーボモータの回転制御等を行うものである。インバータ２１ｄは、システム制御ＥＣＵ２１ａの出力信号に基づいてモータジェネレータ部４の回転制御を行うものである。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１２７】
次に、上記構成における熱サイクル装置の作動について説明する。本実施形態の熱サイクル装置では、空調運転モードおよび廃熱回収モードでの各モード単独運転と車室内空調と廃熱回収とを同時に行う同時運転ができる。
【０１２８】
まず、空調運転モードの単独運転について説明する。空調運転モードの単独運転は、乗員からの空調運転モードの作動が要求された場合であって、さらに、エンジン１始動直後の暖機中等で廃熱が充分に得られない場合に運転される。
【０１２９】
すなわち、第１実施形態と同様に、操作パネル２２の空調運転スイッチ２２ａがＯＮされて、さらに、水温センサ５２によって検出された冷却水温度が所定冷却水温度未満であるとシステム制御ＥＣＵ２１ａが判定した場合に運転される。水温センサ５２の温度が所定冷却水温度以上になっていないと、加熱器１５において冷媒を加熱できないので、廃熱回収モードでの運転ができないからである。
【０１３０】
空調運転モードの単独運転では、システム制御ＥＣＵ２１ａの制御信号に基づいて、インバータ２１ｄがモータジェネレータ部４を停止させて膨張機３０ｂおよび冷媒ポンプ１２を停止させる。さらに、エアコン制御ＥＣＵ２１ｃが電磁クラッチ３０ｆを接続し、エンジン１の駆動力によって圧縮機３０ａを駆動させる。
【０１３１】
これにより、圧縮機３０ａ→放熱器８→膨張弁１３→蒸発器１４→圧縮機３０ａの順で冷媒を循環させる周知の冷凍サイクルを構成して車室内の空調を行う。この時、エアコン制御ＥＣＵ２１ｃはエアミックスドア４０ｂのサーボモータを制御して、車室内に送風させる空調風の温度が乗員の所望の温度になるようにしている。
【０１３２】
次に、廃熱回収モードの単独運転について説明する。廃熱回収モードの単独運転は、乗員からの廃熱回収モードの作動が要求された場合であって、さらに、エンジン１の廃熱が充分に得られる場合に運転される。すなわち、第１実施形態と同様に、廃熱回収スイッチ２２ｂがＯＮされて、さらに、水温センサ５２によって得られる冷却水温度が所定冷却水温度以上になっていることをシステム制御ＥＣＵ２１ａが判定した場合に運転される。
【０１３３】
廃熱回収モードの単独運転では、システム制御ＥＣＵ２１ａの制御信号に基づいて、エアコン制御ＥＣＵ２１ｃが電磁クラッチ３０ｆを切断して圧縮機３０ａを停止させる。さらに、インバータ２１ｄがモータジェネレータ部４をまず電動機として作動（起動）させて膨張機３０ｂおよび冷媒ポンプ１２を回転駆動する。その後、膨張機３０ｂの回転駆動力に伴うモータジェネレータ部４の発電作用により発電を行う。
【０１３４】
これにより、冷媒ポンプ１２→加熱器１５→膨張機３０ｂ→放熱器８（気液分離器１０）→冷媒ポンプ１２の順で冷媒を循環させるランキンサイクルを構成し、エンジン１で発生した廃熱からエネルギを回収する。なお、本実施形態では、システム制御ＥＣＵ２１ａの制御信号に基づいて、インバータ２１ｄがモータジェネレータ部４の回転数を制御するので、モータジェネレータ部４の発電量も制御される。
【０１３５】
この発電量制御は、水温センサ５２によって検出された温度信号に基づいて行われる。具体的には、水温センサ５２によって検出された温度信号が上昇した場合は、エンジン冷却水温度が上昇しているので、エンジン１から回収できる廃熱エネルギも多くなる。従って、システム制御ＥＣＵ２１ａがインバータ２１ｄに対してモータジェネレータ部４の発電量を増加させるように制御信号を出力する。
【０１３６】
また、水温センサ５２によって検出された温度信号が低下した場合は、エンジン冷却水温度が低下しているので、エンジン１から回収できる廃熱エネルギも少なくなる。従って、システム制御ＥＣＵ２１ａがインバータ２１ｄに対してモータジェネレータ部４の発電量を減少させるように制御信号を出力する。
【０１３７】
なお、発電量制御は、エンジン冷却水温度のみならず、エンジン回転数、外気温、車速、高圧側冷媒圧力（冷媒圧力センサ５０の検出圧力）、低圧側冷媒圧力（冷媒圧力センサ５１の検出圧力）等の変化に基づいて行ってもよい。また、発電された電力は蓄電用バッテリ２３に充電されるとともに、蓄電用バッテリ２３に充電された電力は、車両電気負荷４２に供給されるようになっている。
【０１３８】
次に、空調運転モードおよび廃熱回収モードの同時運転について説明する。同時運転は乗員からの空調運転モードの作動が要求された場合であって、さらに、エンジン１の廃熱が充分に得られる場合に運転される。すなわち、空調運転スイッチ２２ａがＯＮされて、さらに、水温センサ５２によって得られる冷却水温度が所定冷却水温度以上になっていることをシステム制御ＥＣＵ２１ａが判定した場合に運転される。
【０１３９】
同時運転では、システム制御ＥＣＵ２１ａの制御信号に基づいて、エアコン制御ＥＣＵ２１ｃが電磁クラッチ３０ｆを接続し、エンジン１の駆動力によって圧縮機３０ａを駆動させる。これにより、空調運転モードの単独運転と同様の冷凍サイクルが構成される。
【０１４０】
さらに、インバータ２１ｄがモータジェネレータ部４をまず電動機として作動（起動）させて膨張機３０ｂおよび冷媒ポンプ１２を回転駆動する。その後、膨張機３０ｂの回転駆動力に伴うモータジェネレータ部４の発電作用により発電を行う。これにより、廃熱回収モードの単独運転と同様のランキンサイクルが構成されて、車室内空調と廃熱回収とを同時に行う同時運転がなされる。
【０１４１】
次に、ランキンサイクルの高圧側冷媒圧力である流体圧送配管（高圧配管６、第１バイパス通路下流部１１ｂ）の配管内圧力が異常上昇した場合の高圧保護装置の作動について図７の説明図（タイムチャート）に基づいて説明する。なお、本実施形態の高圧保護装置は、前述の如く、リリーフ弁９１、安全弁２４、膨張機バイパス通路３１、制御弁３２、冷媒圧力センサ５０およびシステム制御ＥＣＵ２１ａによって構成される。
【０１４２】
また、図７は、横軸に時間経過を示し、上から流体圧送配管の配管内圧力の変化、インバータ２１ｄによるモータジェネレータ部４の回転数の変化、制御弁３２の開閉状態、安全弁２４の開閉状態を示している。
【０１４３】
まず、高圧保護装置を構成するシステム制御ＥＣＵ２１ａは、配管内圧力が第２設定圧Ｐ２（具体的には２．６ＭＰａ）を超えないようにモータジェネレータ部４の回転数（すなわち、冷媒ポンプ１２の回転数）をフィードバック制御する。本実施形態では、冷媒圧力センサ５０の検出信号がシステム制御ＥＣＵ２１ａに入力されているので、システム制御ＥＣＵ２１ａは上記のフィードバック制御を容易に行うことができる。
【０１４４】
例えば、図７のタイミングＴ１に示すように配管内圧力が上昇して第２設定圧Ｐ２を超えると、システム制御ＥＣＵ２１ａがインバータ２１ｄに対して、モータジェネレータ部４の回転数を低下させるように制御信号を出力する。
【０１４５】
モータジェネレータ部４の回転数が低下すると、モータジェネレータ部４と一体となって回転作動する冷媒ポンプ１２の回転数も低下する。これにより、冷媒圧送配管に供給される液相冷媒流量が低下するので、加熱器１５で加熱されて気化する冷媒量が減少する。その結果、配管内圧力を低下させることができる。
【０１４６】
ところで、本実施形態では、モータジェネレータ部４の回転数が低下すると、モータジェネレータ部４と一体となって回転作動する膨張機３０ｂの回転数も低下する。膨張機３０ｂの回転数が低下すると、高圧ポート３０ｃ側（冷媒圧送配管側）から低圧ポート３０ｄ側へ流出する冷媒膨張量も低下するので、配管内圧力が低下しにくくなる。
【０１４７】
しかしながら、配管内圧力が異常上昇した場合は、膨張機３０ｂの隙間から高圧ポート３０ｃ側から低圧ポート３０ｄ側へ漏れる冷媒漏れ量が増大する。例えば、本実施形態のように、膨張機３０ｂとして周知のスクロール側圧縮機構を採用している場合は、稼働スクロールの摺動隙間から漏れる冷媒漏れ量が増大する。
【０１４８】
従って、膨張機３０ｂの回転数が低下して配管内圧力が低下しにくくなる効果に対して、冷媒ポンプ１２の回転数を低下させて配管内圧力の低下させる効果の方が大きくなり、総合的には配管内圧力を低下させることができる。
【０１４９】
しかし、上述のフィードバック制御によって、モータジェネレータ部４の回転数を低下させても配管内圧力が低下せず、図７のタイミングＴ２に示すように配管内圧力が上昇して第３設定圧（具体的には、２．８ＭＰａ）を超えると、システム制御ＥＣＵ２１ａが膨張機バイパス通路３１の制御弁３２を開弁させる。
【０１５０】
制御弁３２が開弁すると、配管内圧力を高圧ポート３０ｃ側から低圧ポート３０ｄ側へ逃がすことができるので、配管内圧力を低下させることができる。
【０１５１】
さらに、制御弁３２を開弁させても配管内圧力が低下せず、図７のタイミングＴ３に示すように配管内圧力が上昇して第４設定圧（具体的には、３．０ＭＰａ）を超えると、リリーフ弁９１が開弁する。リリーフ弁９１は周知の機械式の圧力応動弁なので、電気式の開閉弁に対して電源供給線の断線による動作不良等の不具合が生じず確実に作動する。
【０１５２】
リリーフ弁９１が開弁すると、配管内圧力を冷媒吐出ポート１２ｂ側（冷媒圧送配管側）から冷媒吸入ポート１２ａ側へ逃がすことができるので、配管内圧力を低下させることができる。
【０１５３】
さらに、リリーフ弁９１が開弁しても配管内圧力が低下せず、図７のタイミングＴ４に示すように配管内圧力が上昇して第１設定圧Ｐ１（具体的には、３．５ＭＰａ）を超えると、安全弁２４が開弁する。安全弁２４も周知の機械式の圧力応動弁なので確実に作動する。安全弁２４が開弁すると、配管内圧力をサイクル外部に逃がすことができるので、配管内圧力が第１設定圧Ｐ１を超えることを確実に防止できる。
【０１５４】
本実施形態の高圧保護装置は、上記の如く、第２設定圧力を超えないようにシステム制御ＥＣＵ２１ａがモータジェネレータ部４の回転数を制御するので、配管内圧力が上昇傾向にある場合でも、サイクル構成機器の信頼性を確保しながら廃熱回収モードの運転を行うことができる。
【０１５５】
さらに、配管内圧力が第３設定圧Ｐ３を超えた場合には制御弁３２が開弁し、第４設定圧Ｐ４を超えた場合にはリリーフ弁９１が開弁するようになっているので、サイクル内部の冷媒をサイクル外部に逃がすことがない。その結果、サイクル内部に冷媒が保持されているので、配管内圧力が適正な圧力に低下すれば再び廃熱回収モードの運転を行うことができる。
【０１５６】
さらに、第１設定圧を超える異常高圧時には、配管内圧力をサイクル外部に逃がす安全弁２４を採用しているので、配管内圧力がサイクル構成機器の耐圧以上に異常上昇することを確実に防止できる。その結果、サイクル内の流体圧力がサイクル構成機器の耐圧以上に異常上昇することを防止してサイクル構成機器の信頼性を確保できる。
【０１５７】
さらに、本実施形態の高圧保護装置は、モータジェネレータ部４の回転数制御および制御弁３２の開閉制御といった電気的な高圧保護系統と、リリーフ弁の開弁および安全弁の開弁といった機械的な高圧保護系統との２つの高圧保護系統を有しているので、いずれか一方しか有していない高圧保護装置に対して信頼性を向上させることもできる。
【０１５８】
（その他の実施形態）
（１）第１〜４の実施形態では、空調運転モードで膨張機一体型圧縮機２が圧縮機として作動する場合に、モータジェネレータ部４が圧縮膨張部３に駆動力を与えていたが、電磁クラッチやベルトを介してエンジン１から圧縮膨張部３に駆動力を与えるようにしてもよい。
【０１５９】
（２）第１〜４実施形態では、制御弁５、開閉弁７およびリリーフ弁９、９１、９２によって圧力維持手段を構成したが、リリーフ弁９、９１、９２を用いずに制御弁５と開閉弁７によって圧力維持手段を構成してもよい。
【０１６０】
具体的には、第１実施形態のリリーフ弁９を廃止し、高圧配管６および第１バイパス通路下流部１１ｂによって構成される閉空間の冷媒圧力を検出する圧力センサを追加する。さらに、圧力センサの検出値は制御装置２１に入力される。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１６１】
そして、車両用蒸気圧縮式冷凍機の運転停止時に、上記圧力センサの検出値が所定の値未満の時は制御装置２１が開閉弁７を閉弁し、所定の値以上の時は制御装置２１が開閉弁７を開弁する。これによって、リリーフ弁９を廃止しても上記閉空間の冷媒圧力を低圧部に逃がすことができる。
【０１６２】
ここで、開閉弁７に電磁式のバルブを用いず、モータ駆動や電磁駆動によってバルブ開度調整が可能な流量調整バルブを用いてもよい。この場合は、車両用蒸気圧縮式冷凍機の運転停止時に、上記圧力センサの検出値が所定の値未満であれば、制御装置２１が流量調整バルブを閉弁し、所定の値以上であれば制御装置２１が流量調整バルブの開度を増加させるようにすれば、より精度良く上記閉空間の高圧維持が可能となる。
【０１６３】
（３）第１〜４実施形態では、空調用蒸気圧縮式冷凍機の運転停止時には三方弁１８が加熱器１５側に切り替わるようになっているが、高圧配管６および第１バイパス通路下流部１１ｂによって構成される閉空間の冷媒圧力を検出する圧力センサを用いて、センサの検出値が所定の値を超えた場合は、運転停止時であっても、三方弁１８を加熱器１５バイパス側に切り替えるようにしてもよい。
【０１６４】
これによれば、高圧配管６および第１バイパス通路下流部１１ｂの内部の冷媒圧力を必要以上に上昇させることを防止でき、冷媒のリリーフ量を低減できるので、ランキンサイクルの起動性をより一層向上することができる。
【０１６５】
（４）第１〜４実施形態では、空調運転スイッチ２２ａと廃熱回収スイッチ２２ｂとを手動操作することで、空調運転モードと廃熱回収モードを切り替えているが、廃熱回収スイッチ２２ｂを廃止して、空調運転スイッチ２２ａのみを設けてモードを切り替えるようにしてもよい。
【０１６６】
具体的には、第１実施形態の廃熱回収スイッチを廃止し、温水回路１６にエンジン冷却水温度を検出する温度センサを追加する。さらに、温度センサの検出値は制御装置２１に入力される。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【０１６７】
そして、空調運転スイッチ２２ａがＯＮとなり、空調運転モードの作動が要求された場合は、制御装置２１が車両用蒸気圧縮式冷凍機を空調モードで作動させる。一方、エンジン冷却水温度が冷媒を加熱して高圧化させることができる温度になっており、かつ、空調運転スイッチ２２ａがＯＦＦになっていることを制御装置２１が判定した時は廃熱回収モードを自動的に作動させるようする。
【０１６８】
これにより、空調運転スイッチ２２ａのみを設けても空調運転モードと廃熱回収モードを切り替えることができる。
【０１６９】
（５）第５実施形態では、膨張機３０ｂ、モータジェネレータ部４および冷媒ポンプ１２が一体となって回転作動するように結合されているが、膨張機３０ｂおよびモータジェネレータ部４のみが一体となって回転作動するように結合し、冷媒ポンプ１２は別に回転作動するようにしてもよい。
【０１７０】
例えば、冷媒ポンプ１２として、システム制御ＥＣＵ２１ａから出力される出力電圧によって作動する電気式ポンプを採用すればよい。これにより、膨張機３０ｂと冷媒ポンプ１２を別々に回転制御することができる。
【０１７１】
そして、例えば、第５実施形態において第２設定圧を超えた場合に、冷媒ポンプ１２の回転数を低下させるとともに、システム制御ＥＣＵ２１ａがインバータ２１ｄに対して、モータジェネレータ部４の回転数を増加させるように制御信号を出力すればよい。
【０１７２】
これによれば、冷媒ポンプ１２の回転数が低下したことによる配管内圧力低下効果に加えて、膨張機３０ｂの回転数が増加すると高圧ポート３０ｃ側から低圧ポート３０ｄ側へ流出する冷媒膨張量も増加するので、配管内圧力を、より一層、効果的に低下させることができる。もちろん、冷媒ポンプ１２の回転数の低下と、膨張機３０ｂの回転数の増加をそれぞれ単独で行ってもよい。
【０１７３】
（６）第５実施形態では、膨張機バイパス通路３１を膨張機３０ｂの高圧ポート３０ｃ側と低圧ポート３０ｄ側とを連通させるように配置して、リリーフ弁９１を冷媒ポンプ１２の冷媒吐出ポート１２ｂ側から冷媒吸入ポート１２ａ側へ冷媒を逃がすことができるように配置しているが、膨張機バイパス通路３１と、リリーフ弁９１の配置位置は逆であってもよい。
【０１７４】
例えば、膨張機バイパス通路３１を冷媒吐出ポート１２ｂ側と冷媒吸入ポート１２ａ側とを連通させるように配置して、第３実施形態と同様にリリーフ弁９２を膨張機３０ｂと並列に配置してもよい。
【０１７５】
（７）第５実施形態では、第３設定圧Ｐ３よりも第４設定圧Ｐ４を高い値に設定しているが、第４設定圧Ｐ４を第３設定圧Ｐ３よりも高い値に設定しても、同じ値に設定してもよい。
【０１７６】
（８）上述の実施形態では、回収したエネルギを蓄電器にて蓄えたが、フライホィールによる運動エネルギまたはバネにより弾性エネルギ等の機械的エネルギとして蓄えてもよい。
【０１７７】
（９）上述の実施形態では、流体膨張手段をなす圧縮膨脹部３にスクロール型のポンプ機構を採用したが、ロータリ型、ピストン型、ベーン型等のその他の形式の機構を採用してもよい。
【０１７８】
（１０）上述の実施形態では、低圧部として開閉弁７の放熱器８接続側部位、冷媒ポンプ１２の冷媒吸入ポート１２ａ側部位、膨張機一体型圧縮機２の低圧ポート３ａ側部位に高圧の冷媒を逃がしたが、低圧部としてアキュムレータなどを新設してもよい。
【０１７９】
（１１）上述の実施形態では、開閉弁７、リリーフ弁９、９１、９２および逆止弁２０ａを別々に構成しているが、これらの弁機構のハウジング部を共通化するなどして小型化を図っても良い。
【０１８０】
（１２）上述の実施形態では、流体加熱手段としてエンジン１の廃熱を熱源とする加熱器１５を用いているが、燃料電池（ＦＣ）の廃熱を熱源とする加熱器を用いてもよい。
【０１８１】
（１３）第４実施形態では、第１実施形態のサイクルに安全弁２４を追加しているが、第２または３実施形態のサイクルに安全弁２４を追加してもよい。
【０１８２】
（１４）本発明の適用は、車両に限定されるものではない。また、発熱体は内燃機関に特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】第１実施形態の全体構成図である。
【図２】第２実施形態の全体構成図である。
【図３】第３実施形態の全体構成図である。
【図４】第４実施形態の全体構成図である。
【図５】従来技術の熱サイクル装置の全体構成図である。
【図６】第５実施形態の全体構成図である。
【図７】第５実施形態の高圧保護装置の作動を説明する説明図である。
【符号の説明】
【０１８４】
２…膨張機一体型圧縮機、３…圧縮膨張部、５、３２…制御弁、６…高圧配管、
７…開閉弁、９、９１、９２…リリーフ弁、１１ｂ…第１バイパス通路下流部、
１２…冷媒ポンプ、２１ａ…システム制御ＥＣＵ、２４…安全弁、３０ｂ…膨張機、
３１…膨張機バイパス通路、５０…冷媒圧力センサ。
【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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