(57)【要約】【課題】ポンプの出口から膨張機の入口までの間に作動流体が受け取る熱量を制限することができるランキンサイクル装置を提供する。【解決手段】ランキンサイクル装置１０は、ポンプ４０と、ボイラ５０と、膨張機２０と、凝縮器３０と、順次接続してなる冷媒循環回路１２を備える。廃熱源５１は、冷却媒体循環回路５２を循環する冷却水との熱交換によって冷却されるとともに、ボイラ５０では、冷却水と冷媒とで熱交換される。冷却媒体循環回路５２には、冷却媒体循環回路５２を冷却水が流れるときに、冷却水がボイラ５０をバイパスするようにする熱交換器バイパス通路５３が設けられている。【選択図】図１
2012067687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃熱源と、
作動流体を圧送するポンプと、
前記ポンプより圧送された前記作動流体を前記廃熱源からの廃熱と熱交換させる熱交換器と、
前記熱交換器で熱交換された作動流体を膨張させて機械的エネルギーを出力する膨張機と、
前記膨張機で膨張された作動流体を凝縮させる凝縮器と、
を有し、前記ポンプ、前記熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器が順次接続されて作動流体回路を形成するランキンサイクル装置において、
前記ポンプの入口、又は前記膨張機の入口で検知される温度情報に基づいて、前記作動流体回路上での前記ポンプの出口から前記膨張機の入口までの間に前記作動流体が受け取る熱量を制限する制限手段を設けたランキンサイクル装置。
【請求項２】
前記廃熱源からの廃熱は、廃熱路を流れる廃熱媒体に伝達されるとともに、前記熱交換器では、前記廃熱媒体と前記作動流体とで熱交換され、
前記制限手段は、前記廃熱媒体が前記廃熱路を流れるときに、前記廃熱媒体が前記熱交換器をバイパスするように設けられた熱交換器バイパス通路である請求項１に記載のランキンサイクル装置。
【請求項３】
前記廃熱路は、前記廃熱源を冷却する冷却媒体を循環させる冷却媒体循環回路であり、前記廃熱媒体は前記冷却媒体である請求項２に記載のランキンサイクル装置。
【請求項４】
前記制限手段は、前記作動流体が前記作動流体回路を流れるときに、前記作動流体が前記熱交換器をバイパスするように設けられた熱交換器バイパス通路である請求項１に記載のランキンサイクル装置。
【請求項５】
前記温度情報としての前記作動流体の前記膨張機の入口での吸入温度、前記膨張機の入口側での過熱度、又は前記ポンプの入口側での過冷却度に基づいて、前記熱交換器バイパス通路の開度を調節する請求項２〜請求項４のうちいずれか一項に記載のランキンサイクル装置。
【請求項６】
前記熱交換器は、前記ポンプより圧送された前記作動流体を熱交換させる第１熱交換器と、前記第１熱交換器で熱交換された作動流体を熱交換させる第２熱交換器とからなり、前記制限手段は、前記作動流体回路における前記第１熱交換器より下流で、かつ前記第２熱交換器より上流となる位置に設けられた開度を調節可能な絞りである請求項１に記載のランキンサイクル装置。
【請求項７】
前記第１熱交換器を通過した前記作動流体の圧力が、前記第１熱交換器の廃熱媒体温度での前記作動流体の飽和圧力より高くなるように前記絞りの開度を調節する請求項６に記載のランキンサイクル装置。
【請求項８】
前記温度情報としての前記作動流体の前記膨張機の入口での吸入温度、前記膨張機の入口側での過熱度、又は前記ポンプの入口側での過冷却度に基づいて、前記絞りの開度を調節する請求項６又は請求項７に記載のランキンサイクル装置。
【請求項９】
前記ポンプは、外部駆動源の回転数に応じて駆動される請求項１〜請求項８のうちいずれか一項に記載のランキンサイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプと、熱交換器と、膨張機と、凝縮器と、を順次接続してなる作動流体回路を備えるランキンサイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のランキンサイクル装置として、例えば特許文献１に開示のランキンサイクル装置が挙げられる。特許文献１のランキンサイクル装置は、圧送ポンプ、再生熱交換器、蒸発器、膨張機、及び凝縮器を順に流路で接続して構成されている。そして、圧送ポンプから圧送された作動流体は再生熱交換器で加熱された後、蒸発器でさらに加熱されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３８６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のランキンサイクル装置において、蒸発器通過直後であり、膨張機に吸入される前の作動流体が持つ熱量（作動流体の吸熱量）が過多になる場合がある。そして、膨張機出口での作動流体の持つ熱量が過多であり、凝縮器の持つ放熱能力を越えていると、凝縮器で作動流体の持つ熱を捨て切ることができず、凝縮器内で作動流体が気体と液体が混合した状態になって、圧送ポンプ入口ではキャビテーションが発生してしまう。このキャビテーションの発生を防止するためには凝縮器の放熱能力を高めなければならず、放熱能力を高めると凝縮器が大型化して、コスト増加に繋がってしまう。また、膨張機に吸入される前の作動流体が持つ熱量が過多になると、膨張機入口での吸入温度が高くなり過ぎてしまい、膨張機としては耐熱設計を採用しなければならず、コスト増加に繋がってしまう。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ポンプの出口から膨張機の入口までの間に作動流体が受け取る熱量を制限することができるランキンサイクル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】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、廃熱源と、作動流体を圧送するポンプと、前記ポンプより圧送された前記作動流体を前記廃熱源からの廃熱と熱交換させる熱交換器と、前記熱交換器で熱交換された作動流体を膨張させて機械的エネルギーを出力する膨張機と、前記膨張機で膨張された作動流体を凝縮させる凝縮器と、を有し、前記ポンプ、前記熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器が順次接続されて作動流体回路を形成するランキンサイクル装置に関する。そして、ランキンサイクル装置において、前記ポンプの入口、又は前記膨張機の入口で検知される温度情報に基づいて、前記作動流体回路上での前記ポンプの出口から前記膨張機の入口までの間に前記作動流体が受け取る熱量を制限する制限手段を設けた。
【０００７】
これによれば、制限手段を設けることで、ポンプの出口から膨張機の入口までの間に作動流体が受け取る熱量（吸熱量）を制限することができ、膨張機に吸入される前の作動流体が持つ熱量が過多になることを防止することができる。そして、作動流体の持つ熱量の一部は、膨張機で機械的エネルギーとして取り出されるため、膨張機出口で作動流体が持つ熱量は、膨張機入口で持っていた熱量より減ることとなる。このため、膨張機出口で作動流体の持つ熱量が、凝縮器の放熱能力を上回ることが防止され、作動流体を凝縮器で液化することができる。その結果として、作動流体が凝縮器で気液混合状態になることを防止することができ、ポンプ入口でのキャビテーションの発生を防止することができ、キャビテーション発生防止のために凝縮器を大型化する必要もなくなる。加えて、制限手段を設けることで、膨張機吸入前の作動流体が持つ熱量が過多になることを防止することができるため、膨張機入口での吸入温度が高くなり過ぎることが防止でき、膨張機に耐熱設計を採用する必要もなくなる。
【０００８】
また、前記廃熱源からの廃熱は、廃熱路を流れる廃熱媒体に伝達されるとともに、前記熱交換器では、前記廃熱媒体と前記作動流体とで熱交換され、前記制限手段は、前記廃熱媒体が前記廃熱路を流れるときに、前記廃熱媒体が前記熱交換器をバイパスするように設けられた熱交換器バイパス通路であってもよい。
【０００９】
これによれば、熱交換器バイパス通路により、廃熱路を流れる廃熱媒体の一部を熱交換器をバイパスさせることで、熱交換器で作動流体と熱交換可能となる廃熱媒体の量を減らし、作動流体が熱交換器で受け取る熱量を制限する（減らす）ことができる。
【００１０】
また、前記廃熱路は、前記廃熱源を冷却する冷却媒体を循環させる冷却媒体循環回路であり、前記廃熱媒体は前記冷却媒体であってもよい。
これによれば、廃熱源との熱交換により熱を受け取った冷却媒体の一部を、熱交換器バイパス通路により熱交換器をバイパスさせることができる。このため、熱交換器で作動流体と熱交換可能となる冷却媒体の量を減らし、作動流体が熱交換器で受け取る熱量を制限する（減らす）ことができる。
【００１１】
また、前記制限手段は、前記作動流体が前記作動流体回路を流れるときに、前記作動流体が前記熱交換器をバイパスするように設けられた熱交換器バイパス通路であってもよい。
【００１２】
これによれば、熱交換器バイパス通路により、作動流体回路を循環する作動流体の一部を熱交換器をバイパスさせることで、熱交換器で熱交換可能な作動流体の量を減らし、作動流体が熱交換器から受け取る熱量を減らすことができる。
【００１３】
また、前記温度情報としての前記作動流体の前記膨張機の入口での吸入温度、前記膨張機の入口側での過熱度、又は前記ポンプの入口側での過冷却度に基づいて、前記熱交換器バイパス通路の開度を調節してもよい。
【００１４】
これによれば、各温度情報を用いることで、作動流体の持つ熱量（吸熱量）が過多であるか否かを明確に把握することができる。
また、前記熱交換器は、前記ポンプより圧送された前記作動流体を熱交換させる第１熱交換器と、前記第１熱交換器で熱交換された作動流体を熱交換させる第２熱交換器とからなり、前記制限手段は、前記作動流体回路における前記第１熱交換器より下流で、かつ前記第２熱交換器より上流となる位置に設けられた開度を調節可能な絞りであってもよく、前記第１熱交換器を通過した前記作動流体の圧力が、前記第１熱交換器の廃熱媒体温度での前記作動流体の飽和圧力より高くなるように前記絞りの開度を調節してもよい。
【００１５】
これによれば、絞りにより、ポンプ出口の作動流体の圧力を上昇させることにより、第１熱交換器で作動流体が受け取り可能な熱量を減らすことができる。その結果、第２熱交換器を通過した作動流体の持つ熱量を減らすことができる。
【００１６】
また、前記温度情報としての前記作動流体の前記膨張機の入口での吸入温度、前記膨張機の入口側での過熱度、又は前記ポンプの入口側での過冷却度に基づいて、前記絞りの開度を調節してもよい。
【００１７】
これによれば、各温度情報を用いることで、作動流体の持つ熱量（吸熱量）が過多である場合か否かを明確に把握することができる。
また、前記ポンプは、外部駆動源の回転数に応じて駆動されるものであってもよい。
【００１８】
これによれば、制限手段を設けることで、ポンプの出口から膨張機の入口までの間に作動流体が受け取る熱量（吸熱量）を制限することができ、膨張機に吸入される前の作動流体の温度を下げることができる。したがって、膨張機入口の吸入温度を下げるために、自律的にポンプの回転数を上げて作動流体の流量を増加させる必要がなく、ランキンサイクル装置に自律的に流量調整することができないポンプを用いても、膨張機の吸入温度を下げることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ポンプの出口から膨張機の入口までの間に作動流体が受け取る熱量を制限することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は第１の実施形態のランキンサイクル装置を示す模式図、（ｂ）はランキンサイクル装置におけるエンタルピー及び圧力の変化を示す図。
【図２】（ａ）は第２の実施形態のランキンサイクル装置を示す模式図、（ｂ）はランキンサイクル装置におけるエンタルピー及び圧力の変化を示す図。
【図３】（ａ）は第３の実施形態のランキンサイクル装置を示す模式図、（ｂ）は従来のランキンサイクル装置におけるエンタルピー及び圧力の変化を示す図、（ｃ）は第３の実施形態のランキンサイクル装置におけるエンタルピー及び圧力の変化を示す図。
【図４】廃熱路の別例として排気ガス回路を適用したランキンサイクル装置を示す図。
【図５】温度情報を過冷却度によって検知可能にしたランキンサイクル装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１にしたがって説明する。
図１（ａ）に示すように、ランキンサイクル装置１０は、膨張機２０、凝縮器３０、ポンプ４０、及び熱交換器としてのボイラ５０を流路１１、１４，１５，１６により順次接続してなる作動流体回路としての冷媒循環回路１２を備える。この冷媒循環回路１２では、作動流体として冷媒が循環するようになっている。そして、冷媒循環回路１２では、冷媒は、膨張機２０、凝縮器３０、ポンプ４０、ボイラ５０、の並び順に沿って冷媒循環回路１２を流れて循環するようになっており、冷媒循環回路１２での冷媒の流れる方向を、冷媒の循環方向とする。なお、ポンプ４０は、図示しない駆動軸がプーリＦａを介して外部駆動源Ｆｂに作動連結されている。よって、外部駆動源Ｆｂの駆動力は、プーリＦａを介してポンプ４０に直接伝達されるようになっており、外部駆動源Ｆｂの回転時はポンプ４０は常時回転するようになっている。このため、ポンプ４０は、外部駆動源Ｆｂの回転数に応じて駆動され、ポンプ４０自ら回転数調節できず、自律的に流量を調節できないようになっている。
【００２２】
ポンプ４０の出口である吐出ポート（図示せず）には、第１流路１１を介してボイラ５０が接続されている。ボイラ５０は、廃熱源５１に接続された廃熱路としての冷却媒体循環回路５２上に設けられている。廃熱源５１からの廃熱は、冷却媒体循環回路５２を循環する廃熱媒体としての冷却媒体（本実施形態では冷却水）に伝達され（熱交換される）、その熱伝達（熱交換）によって廃熱源５１が冷却される。そして、廃熱源５１からの廃熱を受けて加熱された冷却水は、図１の矢印Ｙに示す方向に沿って冷却媒体循環回路５２を循環する。また、ポンプ４０から吐出された冷媒は、廃熱源５１から廃熱を伝達された冷却水とのボイラ５０での熱交換により加熱される。
【００２３】
ボイラ５０には、第２流路１４を介して膨張機２０の入口である吸入ポート（図示せず）が接続されるとともに、ボイラ５０で加熱された冷媒は第２流路１４及び吸入ポートを介して膨張機２０に吸入されるようになっている。そして、膨張機２０で膨張し、冷媒の持つ熱量の一部が機械的エネルギーとして取り出されて降温及び降圧した冷媒は、膨張機２０の出口から第３流路１５及び吸入ポート（図示せず）を介して凝縮器３０へ吸入されるようになっている。凝縮器３０の吐出ポート（図示せず）には第４流路１６を介してポンプ４０の入口である吸入ポート（図示せず）が接続されている。そして、凝縮器３０では冷媒が凝縮されて液冷媒に相変化し、その液冷媒は第４流路１６及び吸入ポートを介してポンプ４０に吸入されるようになっている。
【００２４】
冷却媒体循環回路５２において、ボイラ５０より下流であり廃熱源５１より上流となる位置と、廃熱源５１より下流でありボイラ５０より上流となる位置とは、制限手段としての熱交換器バイパス通路５３によって接続されている。また、熱交換器バイパス通路５３上には、制限手段としての開閉弁５４が設けられるとともに、この開閉弁５４により熱交換器バイパス通路５３は開度を調節可能になっている。そして、開閉弁５４が閉状態にあるときは、廃熱源５１で熱交換した冷却水の全てがボイラ５０に向けて流れる。一方、開閉弁５４が開状態にあるときは、廃熱源５１で熱交換した冷却水の一部が熱交換器バイパス通路５３を流れるとともに、残りの冷却水がボイラ５０に向けて冷却媒体循環回路５２を流れる。そして、ボイラ５０を流れた冷却水と熱交換器バイパス通路５３を流れた冷却水とは、熱交換器バイパス通路５３の出口付近で合流して廃熱源５１に向けて流れるようになっている。
【００２５】
また、冷媒循環回路１２における冷媒の循環方向において、ボイラ５０より下流であり、膨張機２０より上流（入口側）に位置する流路１４上には、温度センサＳが設けられている。そして、温度センサＳは、膨張機２０入口での吸入温度を検出し、その吸入温度を温度情報として検知する。温度センサＳは、制御部７３に信号接続されている。そして、制御部７３は、温度センサＳで検知した温度情報に基づき開閉弁５４の開閉を調節して熱交換器バイパス通路５３の開度を調節する。
【００２６】
開閉弁５４の開度調節は、ボイラ５０で冷媒が受け取る熱量（吸熱量）を制限するために行われる。この熱量の制限は、膨張機２０出口で冷媒が持つ熱量が、凝縮器３０出口での放熱能力を上回らないようにするために行われる。具体的には、開閉弁５４の開度調節は、凝縮器３０での冷媒の気液混合状態が発生することを防止するために行われる。そして、開閉弁５４の開度が小さくなればなるほど、ボイラ５０に流れる冷却水の流量が増えるため、冷媒がボイラ５０で受け取り可能な熱量は増加し、開閉弁５４の開度が大きくなればなるほど、ボイラ５０に流れる冷却水の流量が減るため、冷媒がボイラ５０で受け取り可能な熱量は減少する。
【００２７】
制御部７３には、膨張機２０出口で冷媒の持つ熱量が凝縮器３０の放熱能力を上回らないようにするために、温度情報（膨張機２０の吸入温度）に対して、開閉弁５４の開度を対応付けたマップが予め記憶されている。ボイラ５０通過直後の冷媒の温度は、ボイラ５０での冷媒の吸熱量を間接的に表している。そして、温度情報に対し、膨張機２０出口で冷媒の持つ熱量が、凝縮器３０での放熱能力を上回らないようにするための開閉弁５４の開度が実験により予め求められている。また、制御部７３は、開閉弁５４に信号接続され、開閉弁５４の開度を制御可能になっている。
【００２８】
図１（ｂ）に本実施形態のランキンサイクル装置１０での冷媒のエンタルピー及び圧力の変化を示す。なお、図１（ｂ）において、横軸はエンタルピーを表し、縦軸は圧力を表すとともに、曲線Ｅは飽和液線と飽和蒸気線とを表す。なお、エンタルピーは、冷媒の圧力と体積との積に内部エネルギーを加えた量であり、圧力一定の条件のもとで、冷媒に出入する熱量はエンタルピーの変化量に等しいことから、エンタルピーの変化量は冷媒の熱量の変化量を示す。
【００２９】
図１（ｂ）において、交点Ｍ１から交点Ｍ２までの実線Ｇ１は凝縮器３０による凝縮行程、交点Ｍ２から交点Ｍ３までの実線Ｇ２はポンプ４０による圧送行程を表す。また、交点Ｍ３から交点Ｍ４までの実線Ｇ３はボイラ５０による加熱行程、交点Ｍ４から交点Ｍ１までの実線Ｇ４は膨張機２０による膨張行程を表す。そして、実線Ｇ１〜Ｇ４により第１の実施形態でのランキンサイクル装置１０における冷媒のエンタルピー及び圧力の変化を示している。
【００３０】
また、図１（ｂ）の２点鎖線における交点Ｍ５から交点Ｍ１までの２点鎖線Ｇ５と、上述の実線Ｇ１を合わせた直線は、熱交換器バイパス通路５３及び開閉弁５４を設けない場合の凝縮行程を示す。さらに、交点Ｍ６から交点Ｍ４までの２点鎖線Ｇ６と、上述の実線Ｇ３を合わせた直線は、熱交換器バイパス通路５３及び開閉弁５４を設けない場合の加熱行程を示す。また、交点Ｍ６から交点Ｍ５までの２点鎖線Ｇ７は、熱交換器バイパス通路５３及び開閉弁５４を設けない場合の膨張行程を示す。また、第１の実施形態でのボイラ５０でのエンタルピー増加量（実線Ｇ３の長さ）をΔｈ１１とし、熱交換器バイパス通路５３及び開閉弁５４を設けない場合のボイラ５０でのエンタルピー増加量（実線Ｇ３と２点鎖線Ｇ６の合計の長さ）をΔｈ１２とする。
【００３１】
さて、本実施形態のランキンサイクル装置１０において、制御部７３は、温度センサＳで検知した温度情報に基づきマップから開閉弁５４の開度を調節する。すなわち、ボイラ５０での吸熱量が過多となり、膨張機２０に吸入される前の冷媒の温度が高くなっており、膨張機２０出口で冷媒の持つ熱量が、凝縮器３０の放熱能力を上回っている場合、制御部７３は開閉弁５４を開状態とするとともに、その開度を調節する。
【００３２】
すると、冷却媒体循環回路５２を流れる冷却水の一部は、熱交換器バイパス通路５３を流れるとともに、残りの冷却水はボイラ５０に向けて流れる。その結果、ボイラ５０に向けて流れる冷却水の流量が減り、冷媒がボイラ５０から受け取る熱量は、開閉弁５４が閉状態の場合と比べると減少している。
【００３３】
ボイラ５０では、熱量が減少した冷却水に対し、冷媒が熱交換を行う。このため、図１（ｂ）に示すように、熱交換器バイパス通路５３と開閉弁５４を設けた第１の実施形態のランキンサイクル装置１０においては、加熱行程でのエンタルピー増加量（吸熱量）はΔｈ１１で示される。よって、第１の実施形態のランキンサイクル装置１０では、加熱行程でのエンタルピー増加量（吸熱量）Δｈ１１が、熱交換器バイパス通路５３と開閉弁５４を設けない場合の加熱行程でのエンタルピー増加量（吸熱量）Δｈ１２より小さくなっており、ボイラ５０での吸熱量が減少していることが示されている。その結果、膨張機２０に吸入される前の冷媒の温度は、従来のランキンサイクル装置に比べて低くなる。
【００３４】
上記第１の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ランキンサイクル装置１０において、廃熱源５１の冷却媒体循環回路５２に、ボイラ５０をバイパスさせるための熱交換器バイパス通路５３を設けるとともに、この熱交換器バイパス通路５３に開閉弁５４を設け、熱交換器バイパス通路５３の開度を調節可能にした。そして、開閉弁５４を開状態とし、冷却媒体循環回路５２を循環する冷却水の一部をボイラ５０をバイパスさせることで、冷媒がボイラ５０で受け取れる熱量を制限することができる。したがって、ポンプ４０出口から膨張機２０入口までの間に冷媒が受け取る熱量を制限することができる。その結果として、膨張機２０で機械的エネルギーが取り出された後に、その膨張機２０出口で冷媒の持つ熱量が、凝縮器３０の放熱能力を上回ることを防止することができ、冷媒を凝縮器３０で液化し、ポンプ４０に気液混合状態の冷媒が供されることを防止することができる。
【００３５】
よって、本実施形態のランキンサイクル装置１０によれば、熱交換器バイパス通路５３及び開閉弁５４を設けることで、ポンプ４０入口でのキャビテーションの発生を防止し、ポンプ４０による冷媒の圧送能力低下を防止することができる。そして、キャビテーション発生防止のために、凝縮器３０を大型化して放熱能力を高める必要がないため、凝縮器３０の大型化によるコスト増加も生じない。加えて、膨張機２０吸入前の冷媒が持つ熱量を減らすことで、膨張機２０の吸入温度が高くなり過ぎることを防止することができ、膨張機２０の耐熱設計を採用することによるコスト増加も生じない。
【００３６】
（２）冷却媒体循環回路５２に熱交換器バイパス通路５３と開閉弁５４を設けることで、ボイラ５０で冷媒が受け取る熱量（吸熱量）を制限することができる。ボイラ５０通過後の冷媒の持つ熱量が多く、膨張機２０入口での吸入温度が高い場合、その吸入温度を下げるためにポンプ４０の回転数を上げて流量を増加させることが考えられる。しかし、本実施形態では、ポンプ４０が外部駆動源Ｆｂによって直接駆動されて自律的に流量調整することができないため、ポンプ４０の回転数を上げることができず、吸入温度を下げることができない。しかし、第１の実施形態では、冷却媒体循環回路５２に熱交換器バイパス通路５３と開閉弁５４を設けることで、ボイラ５０で冷媒が受け取る熱量を制限することができ、膨張機２０入口の吸入温度を下げることができる。したがって、ランキンサイクル装置１０に自律的に流量調整することができないポンプ４０を用いても、膨張機２０の吸入温度を下げることができる。
【００３７】
（３）キャビテーション発生防止のために冷媒を凝縮器３０で全て液化するには、凝縮器３０での冷媒の圧力を上げ、冷媒を液化するための放熱量を小さくすることが考えられる。しかし、凝縮器３０での冷媒の圧力を上げると、膨張機２０での冷媒の膨張により出力される機械的エネルギーが低下してしまい好ましくない。これに対し、ランキンサイクル装置１０は、冷媒を凝縮器３０で全て液化するために、制限手段（熱交換器バイパス通路５３と開閉弁５４）を設けているだけであり、凝縮器３０での冷媒の圧力を上げる必要なく、膨張機２０での機械的エネルギーの出力低下もない。
【００３８】
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した第２の実施形態を図２にしたがって説明する。なお、以下の説明では、既に説明した第１の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどし、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００３９】
図２（ａ）に示すように、ランキンサイクル装置１０において、冷却媒体循環回路５２に熱交換器バイパス通路５３及び開閉弁５４は設けられていない。また、冷媒循環回路１２における冷媒の循環方向において、ポンプ４０より下流でありボイラ５０より上流となる位置と、ボイラ５０より下流であり、膨張機２０より上流となる位置とは、制限手段としての熱交換器バイパス通路であるボイラバイパス通路５５によって接続されている。また、ボイラバイパス通路５５上には、制限手段としての開閉弁５６が設けられるとともに、この開閉弁５６によりボイラバイパス通路５５は開度を調節可能になっている。そして、開閉弁５６が閉状態にあるときは、ポンプ４０から圧送された冷媒は、ボイラ５０に向けて流れる。一方、開閉弁５６が開状態にあるときは、ポンプ４０から圧送された冷媒の一部は、ボイラ５０に向けて流れるとともに、残りの冷媒は、ボイラバイパス通路５５を流れる。そして、ボイラ５０を流れた冷媒とボイラバイパス通路５５を流れた冷媒とは、ボイラバイパス通路５５の出口付近で合流して膨張機２０に向けて流れるようになっている。
【００４０】
冷媒循環回路１２における冷媒の循環方向において、ボイラ５０より下流であり、膨張機２０より上流（入口側）に位置する流路１４上には、過熱度センサ５７が設けられている。この過熱度センサ５７は、膨張機２０入口側での過熱度（過熱蒸気の温度と飽和蒸気の温度（沸騰点）との差）を温度情報として検知する。過熱度センサ５７は、制御部７３に信号接続されるとともに、制御部７３は、過熱度センサ５７からの温度情報（過熱度）に基づき開閉弁５６の開度を調節する。この開閉弁５６の開度調節は、ボイラ５０で冷媒が受け取る熱量（吸熱量）を制限するために行われる。
【００４１】
ボイラ５０で冷媒が受け取る熱量（吸熱量）が過多になると、冷媒の過熱度が大きくなる。そして、吸熱量が過多になり過熱度が所定値を上回ると、膨張機２０出口で冷媒の持つ熱量が、凝縮器３０での放熱能力を上回ってしまう。よって、本実施形態では、ボイラ５０通過後の冷媒の過熱度が所定値を越えないように、過熱度センサ５７からの温度情報に基づいて開閉弁５６の開度を調節し、膨張機２０出口で冷媒の持つ熱量が凝縮器３０での放熱能力を上回らないようにする。
【００４２】
そして、開閉弁５６の開度が大きくなればなるほど、ボイラバイパス通路５５に流れる冷媒量が多くなるとともにボイラ５０に流れる冷媒量が減るため、ボイラ５０で冷媒が受け取り可能な熱量は減少し、過熱度を小さくすることができる。一方、開閉弁５６の開度が小さくなればなるほど、ボイラバイパス通路５５に流れる冷媒量が減るとともにボイラ５０に流れる冷媒量が増えるため、ボイラ５０で冷媒が受け取り可能な熱量は増加し、過熱度は大きくなる。
【００４３】
制御部７３には、膨張機２０出口で冷媒が持つ熱量が凝縮器３０の放熱能力を上回らないようにするために、温度情報（過熱度）に対して、開閉弁５６の開度を対応付けたマップが予め記憶されている。
【００４４】
図２（ｂ）に第２の実施形態のランキンサイクル装置１０での冷媒のエンタルピー及び圧力の変化を示す。なお、図２（ｂ）において、横軸はエンタルピーを表し、縦軸は圧力を表すとともに、曲線Ｅは飽和液線と飽和蒸気線とを表す。なお、エンタルピーは、冷媒の圧力と体積との積に内部エネルギーを加えた量であり、圧力一定の条件のもとで、冷媒に出入する熱量はエンタルピーの変化量に等しいことから、エンタルピーの変化量は冷媒の熱量の変化量を示す。
【００４５】
図２（ｂ）において、交点Ｈ１から交点Ｈ２までの実線Ｋ１は凝縮器３０による凝縮行程、交点Ｈ２から交点Ｈ３までの実線Ｋ２はポンプ４０による圧送行程を表す。また、交点Ｈ３から交点Ｈ４までの実線Ｋ３はボイラ５０による加熱行程、交点Ｈ４から交点Ｈ１までの実線Ｋ４は膨張機２０による膨張行程を表す。そして、実線Ｋ１〜Ｋ４により第２の実施形態でのランキンサイクル装置１０における冷媒のエンタルピー及び圧力の変化を示している。
【００４６】
また、図２（ｂ）の２点鎖線における交点Ｈ５から交点Ｈ１までの２点鎖線Ｋ５と、上述の実線Ｋ１を合わせた直線は、ボイラバイパス通路５５及び開閉弁５６を設けない場合の凝縮行程を示す。さらに、交点Ｈ６から交点Ｈ４までの２点鎖線Ｋ６と、上述の実線Ｋ３を合わせた直線は、ボイラバイパス通路５５及び開閉弁５６を設けない場合の加熱行程を示す。また、交点Ｈ６から交点Ｈ５までの２点鎖線Ｋ７は、ボイラバイパス通路５５及び開閉弁５６を設けない場合の膨張行程を示す。また、第２の実施形態でのボイラ５０でのエンタルピー増加量（吸熱量：実線Ｋ３の長さ）をΔｈ２１とし、ボイラバイパス通路５５及び開閉弁５６を設けない場合のボイラ５０でのエンタルピー増加量（吸熱量：実線Ｋ３と２点鎖線Ｋ６の合計の長さ）をΔｈ２２とする。
【００４７】
さて、第２の実施形態のランキンサイクル装置１０において、制御部７３は、過熱度センサ５７で検知した温度情報に基づきマップから開閉弁５６の開度を調節する。すなわち、ボイラ５０通過後の冷媒の過熱度が高く（吸熱量が多く）、機械的エネルギーが取り出された後の膨張機２０出口で冷媒が持つ熱量が、凝縮器３０の放熱能力を上回る場合、制御部７３は開閉弁５６を開状態とするとともに、その開度を調節する。
【００４８】
すると、冷媒循環回路１２を流れる冷媒の一部は、ボイラバイパス通路５５を流れるとともに、残りの冷媒はボイラ５０に向けて流れる。ボイラ５０に流れる冷媒量が減るため、冷媒がボイラ５０で受け取り可能な熱量は、ボイラバイパス通路５５に冷媒が流れない場合に比べて減少する。このため、ボイラ５０を流れた冷媒と、ボイラバイパス通路５５を流れた冷媒とがボイラバイパス通路５５の出口で合流したとき、その合流点での冷媒の持つ熱量は、全ての冷媒がボイラ５０を流れた場合（開閉弁５６が閉状態の場合）に比べて減少している。
【００４９】
このため、図２（ｂ）に示すように、ボイラバイパス通路５５と開閉弁５６を設けた第２の実施形態のランキンサイクル装置１０においては、加熱行程でのエンタルピー増加量（吸熱量）はΔｈ２１で示されている。よって、第２の実施形態のランキンサイクル装置１０では、加熱行程でのエンタルピー増加量Δｈ２１が、ボイラバイパス通路５５と開閉弁５６を設けない場合の加熱行程でのエンタルピー増加量Δｈ２２より小さくなっており、ボイラ５０での吸熱量が減少していることが示されている。その結果、ボイラ５０通過直後の冷媒の温度は、ボイラバイパス通路５５と開閉弁５６を設けないランキンサイクル装置でのボイラ５０通過直後の冷媒の温度より低くなる。
【００５０】
上記第２の実施形態によれば、第１の実施形態の（２）、（３）と同様な効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
（４）ランキンサイクル装置１０において、冷媒循環回路１２に、ボイラ５０をバイパスさせるためのボイラバイパス通路５５を設けるとともに、このボイラバイパス通路５５に開閉弁５６を設け、ボイラバイパス通路５５の開度を調節可能にした。そして、開閉弁５６を開状態とし、冷媒循環回路１２を循環する冷媒の一部をボイラ５０をバイパスさせることで、冷媒がボイラ５０から受け取る熱量を制限することができ、ポンプ４０出口から膨張機２０入口までの間に冷媒が受け取る熱量を制限することができる。したがって、膨張機２０吸入前に冷媒が持つ熱量（吸熱量）を減らすことができ、膨張機２０で機械的エネルギーが取り出された後に、その膨張機２０出口で冷媒の持つ熱量が凝縮器３０の放熱能力を上回ることを防止することができる。その結果として、冷媒は凝縮器３０で液化され、ポンプ４０に気液混合状態の冷媒が供されることを防止することができる。
【００５１】
よって、第２の実施形態のランキンサイクル装置１０によれば、ボイラバイパス通路５５及び開閉弁５６を設けることで、ポンプ４０でのキャビテーションの発生を防止し、ポンプ４０による冷媒の圧送能力低下を防止することができる。そして、キャビテーション発生防止のために、凝縮器３０を大型化して放熱能力を高める必要がないため、凝縮器３０の大型化によるコスト増加も生じない。加えて、ボイラ５０通過直後の冷媒の持つ熱量を減らすことで、膨張機２０の吸入温度が高くなり過ぎることを防止することができ、膨張機２０の耐熱設計を採用することによるコスト増加も生じない。
【００５２】
（第３の実施形態）
次に、本発明を具体化した第３の実施形態を図３にしたがって説明する。なお、以下の説明では、既に説明した第１の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどし、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００５３】
図３（ａ）に示すように、ランキンサイクル装置１０の冷媒循環回路１２において、ポンプ４０の出口である吐出ポート（図示せず）には、第１流路１１を介して第１熱交換器としての第１ボイラ６４が接続されている。第１ボイラ６４は、廃熱源としてのエンジン５８に接続された第１冷却水循環経路５９上に設けられている。第１冷却水循環経路５９上にはラジエータ６２が設けられている。そして、エンジン５８からの廃熱が伝達され、エンジン５８を冷却した廃熱媒体としての冷却水は、第１冷却水循環経路５９を循環するとともに、第１ボイラ６４の熱源となっている。よって、ポンプ４０出口から吐出された冷媒は、第１ボイラ６４での冷却水との熱交換により冷却水から熱を受け取り、加熱される。
【００５４】
また、エンジン５８には、排気ガスを排出する排気通路６６が接続されるとともに、この排気通路６６にはエンジン５８からの廃熱が伝達された廃熱媒体としての排気ガスが流れるようになっている。この排気通路６６上には、排気ガス用熱交換器６７が設けられている。また、この排気ガス用熱交換器６７は、第２冷却水循環経路６８上に設けられている。第２冷却水循環経路６８上には、第２熱交換器としての第２ボイラ６５が設けられており、この第２ボイラ６５は、第１ボイラ６４の出口側に接続流路６３を介して接続されている。
【００５５】
排気ガス用熱交換器６７では、排気ガスと、第２冷却水循環経路６８の冷却水との間で熱交換が行われるようになっている。そして、排気ガスの持つ廃熱と熱交換した冷却水は加熱されるとともに、第２冷却水循環経路６８を循環する。そして、第２冷却水循環経路６８を循環する冷却水は、第２ボイラ６５の熱源となっている。第１ボイラ６４での熱源となる冷却水と、第２ボイラ６５での熱源となる冷却水とでは、第２ボイラ６５の冷却水の温度方が若干高くなっており、温度差は小さい。
【００５６】
第２ボイラ６５の出口側には、第２流路１４を介して膨張機２０の入口である吸入ポート（図示せず）が接続されている。膨張機２０には流路１５を介して凝縮器３０が接続されるとともに、凝縮器３０には流路１６を介してポンプ４０が接続されている。
【００５７】
冷媒循環回路１２における冷媒の循環方向において、第１ボイラ６４より下流であり、第２ボイラ６５より上流となる接続流路６３上には、制限手段としての絞り６９が設けられている。この絞り６９は、開度を調節可能になっている。絞り６９に導入された冷媒は、膨張して減圧された後、接続流路６３を介して第２ボイラ６５に導入されるようになっている。
【００５８】
また、冷媒循環回路１２における冷媒の循環方向において、第２ボイラ６５より下流であり、膨張機２０より上流に位置する流路１４上には、温度センサ７０が設けられている。そして、温度センサ７０は、第２ボイラ６５を通過した直後の冷媒の温度であり、膨張機２０入口での吸入温度を検知する。温度センサ７０は、制御部７３に信号接続されている。そして、制御部７３は、温度センサ７０からの温度情報に基づき絞り６９の開度を調節する。
【００５９】
制御部７３には、膨張機２０出口で冷媒の持つ熱量が、凝縮器３０の放熱能力を上回らないようにするために、温度情報（膨張機２０の吸入温度）に対して、絞り６９の開度を対応付けたマップが予め記憶されている。
【００６０】
図３（ｂ）に絞り６９を設けないランキンサイクル装置での冷媒のエンタルピー及び圧力の変化を示し、図３（ｃ）に第３の実施形態のランキンサイクル装置１０での冷媒のエンタルピー及び圧力の変化を示す。なお、図３（ｂ）及び図３（ｃ）それぞれにおいて、横軸はエンタルピーを表し、縦軸は圧力を表すとともに、曲線Ｅは飽和液線と飽和蒸気線とを表し、曲線Ｔは冷却水の等温線を表す。なお、エンタルピーは、冷媒の圧力と体積との積に内部エネルギーを加えた量であり、圧力一定の条件のもとで、冷媒に出入する熱量はエンタルピーの変化量に等しいことから、エンタルピーの変化量は冷媒の熱量の変化量を示す。
【００６１】
図３（ｂ）において、交点Ｑ１から交点Ｑ２までの２点鎖線Ｊ１は凝縮器３０による凝縮行程、交点Ｑ２から交点Ｑ３までの２点鎖線Ｊ２はポンプ４０による圧送行程を表す。また、交点Ｑ３から交点Ｑ４までの２点鎖線Ｊ３は第１ボイラ６４による第１加熱行程、交点Ｑ４から交点Ｑ５までの２点鎖線Ｊ４は第２ボイラ６５による第２加熱行程、交点Ｑ５から交点Ｑ１までの２点鎖線Ｊ５は膨張機２０による膨張行程を表す。そして、２点鎖線Ｊ１〜Ｊ５により、絞り６９を設けないランキンサイクル装置における冷媒のエンタルピー及び圧力の変化を示している。
【００６２】
図３（ｃ）において、交点Ｒ１から交点Ｒ２までの実線Ｄ１は凝縮器３０による凝縮行程、交点Ｒ２から交点Ｒ３までの実線Ｄ２はポンプ４０による圧送行程を表す。また、交点Ｒ３から交点Ｒ４までの実線Ｄ３は第１ボイラ６４による第１加熱行程、交点Ｒ４から交点Ｒ５までの実線Ｄ４は絞り６９による減圧行程、交点Ｒ５から交点Ｒ６までの実線Ｄ５は第２ボイラ６５による第２加熱行程、交点Ｒ６から交点Ｒ１までの実線Ｄ６は膨張機２０による膨張行程を表す。そして、実線Ｄ１〜Ｄ６により第３の実施形態でのランキンサイクル装置１０における冷媒のエンタルピー及び圧力の変化を示している。
【００６３】
なお、絞り６９を設けないランキンサイクル装置において、絞り６９以外の回路構成部材は、第３の実施形態のランキンサイクル装置１０の回路構成部材と同じであるため、絞り６９を設けないランキンサイクル装置での回路構成部材は第３の実施形態のランキンサイクル装置１０での回路構成部材と同じ部材番号を用いて説明を行う。
【００６４】
絞り６９を設けないランキンサイクル装置において、ポンプ４０出口の冷媒の圧力Ｐ１が、第１ボイラ６４での冷媒の温度であるｔ１１での飽和圧力Ｐｓａｔ（ｔ１１）より低くなるように、ポンプ４０と膨張機２０の容量比が予め設定されている（式１）。
【００６５】
Ｐ１＜Ｐｓａｔ（ｔ１１）…式１
また、絞り６９を設けないランキンサイクル装置において、冷媒は、第１ボイラ６４よりΔｈ３１だけ熱を受け取るとともに、第２ボイラ６５よりΔｈ３２だけ熱を受け取る。冷媒は、最大で曲線Ｔ（等温線）と圧力Ｐ１が交差する位置まで熱を受け取ることができるため、受熱量（吸熱量）が過多となることがある。
【００６６】
第３の実施形態のランキンサイクル装置１０において、第１ボイラ６４通過直後の冷媒の温度をｔ２１、冷媒の圧力をＰ２とする。また、図３（ｃ）に示すように、第１ボイラ６４でのエンタルピー増加量（吸熱量：実線Ｄ３の長さ）をΔｈ４１とし、第２ボイラ６５でのエンタルピー増加量（吸熱量：実線Ｄ５の長さ）をΔｈ４２とする。
【００６７】
さて、第３の実施形態のランキンサイクル装置１０において、温度センサ７０で検知した温度情報に基づき、制御部７３が吸熱量過多と判断した場合、制御部７３は絞り６９の開度を小さくする。すなわち、第２ボイラ６５通過後の冷媒の温度が高く（吸熱量が多く）、膨張機２０で機械的エネルギーを取り出された後に、膨張機２０出口で冷媒の持つ熱量が、凝縮器３０の放熱能力を上回ると制御部７３で判断された場合、制御部７３は絞り６９の開度を小さくする。このとき、膨張機２０の吸入容積と冷媒流量は変化しないことから、第２ボイラ６５での冷媒圧力Ｐ１は変化しない。よって、絞り６９の開度が小さくされることにより、絞り６９上流側の冷媒の圧力はＰ２に上昇する。すなわち、絞り６９の開度は、第１ボイラ６４で冷媒の圧力Ｐ２が、冷却水（廃熱媒体）の温度ｔ１での飽和圧力Ｐｓａｔ（ｔ１）より高くなるように調節される（式２）。
【００６８】
Ｐ２＞Ｐｓａｔ（ｔ１）…式２
上述のように絞り６９の開度が調節されると、第１ボイラ６４で冷媒が受け取ることができる最大熱量（エンタルピー増加量）Δｈ４１は、第１ボイラ６４での冷媒の圧力Ｐ２と曲線Ｔが交差する位置までに制限される。よって、第３の実施形態のランキンサイクル装置１０において、第１ボイラ６４でのエンタルピー増加量Δｈ４１は、絞り６９を設けないランキンサイクル装置における第１ボイラ６４でのエンタルピー増加量Δｈ３１より小さくなる（式３）。
【００６９】
Δｈ４１＜Δｈ３１…式３
その後、冷媒は、絞り６９によって減圧され、第２ボイラ６５でエンタルピー増加量Δｈ４２だけ熱を受け取る。第２ボイラ６５でのエンタルピー増加量Δｈ４２は、絞り６９を設けないランキンサイクル装置における第２ボイラ６５でのエンタルピー増加量Δｈ３２とほぼ同じのため、第１ボイラ６４での受熱量が（増加量）が減少した分だけ、絞り６９を設けたランキンサイクル装置１０での受熱量は減少する（式４）。
【００７０】
Δｈ４１＋Δｈ４２＜Δｈ３１＋Δｈ３２…式４
その結果、第２ボイラ６５通過直後の冷媒が持つ熱量は、絞り６９を設けないランキンサイクル装置での第２ボイラ６５通過直後の冷媒が持つ熱量より少なくなる。
【００７１】
上記第３の実施形態によれば、第１の実施形態の（２）、（３）と同様な効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
（５）ランキンサイクル装置１０の冷媒循環回路１２に、第１ボイラ６４と第２ボイラ６５を設けるとともに、冷媒の循環方向における第１ボイラ６４より下流であり、第２ボイラ６５より上流に絞り６９を設けた。そして、絞り６９により、第１ボイラ６４での冷媒の圧力Ｐ２を上昇させることにより、第１ボイラ６４で冷媒が受け取る熱量は、第１ボイラ６４での冷媒の圧力Ｐ２と等温線Ｔが交差する位置まで（冷却水の温度ｔ１と等しくなるまで）に制限される。よって、ランキンサイクル装置１０において、第１ボイラ６４でのエンタルピー増加量Δｈ４１は、絞り６９を設けないランキンサイクル装置における第１ボイラ６４でのエンタルピー増加量Δｈ３１より小さくなり、ポンプ４０出口から膨張機２０入口までの間（第１ボイラ６４）で冷媒が受け取る熱量を制限することができる。その結果、膨張機２０出口で冷媒の持つ熱量が、凝縮器３０の放熱能力を上回ることを防止することができる。したがって、冷媒を凝縮器３０で液化し、ポンプ４０に気液混合状態の冷媒が供されることを防止することができ、ポンプ４０でのキャビテーションの発生を防止し、ポンプ４０による冷媒の圧送能力低下を防止することができる。そして、キャビテーション発生防止のために、凝縮器３０を大型化して放熱能力を高める必要がないため、凝縮器３０の大型化によるコスト増加も生じない。加えて、第１ボイラ６４通過直後の冷媒の持つ熱量を減らすことで、膨張機２０入口の吸入温度が高くなり過ぎることを防止することができ、膨張機２０の耐熱設計を採用することによるコスト増加も生じない。
【００７２】
なお、各実施形態は以下のように変更してもよい。
○  第１の実施形態では、廃熱媒体として廃熱源５１からの廃熱が伝達される冷却水に具体化し、廃熱路として冷却水が循環する冷却媒体循環回路５２に具体化したが、これに限らない。図４に示すように、第３の実施形態のランキンサイクル装置１０において、エンジン５８に接続された排気通路６６を廃熱路として設けるとともに、廃熱媒体として排気通路６６を流れる排気ガスに具体化する。また、排気通路６６上に第２ボイラ６５を設け、第２ボイラ６５では、排気通路６６と接続流路６３との間で熱交換可能にする。すなわち、排気通路６６を流れる排気ガスと、接続流路６３を流れる冷媒とで熱交換可能にし、エンジン５８からの廃熱を、排気ガスを介して冷媒に伝達して熱交換させる。排気通路６６にはマフラ７４が設けられている。
【００７３】
また、排気通路６６での排気ガスの排気方向において、第２ボイラ６５より上流側と下流側とは、制限手段としての熱交換器バイパス通路７５により接続されている。そして、この熱交換器バイパス通路７５により、排気ガスが排気通路６６を流れるときに、排気ガスが第２ボイラ６５をバイパスするようになっている。また、熱交換器バイパス通路７５上には制限手段としての開閉弁７６が設けられている。そして、温度センサ７０からの温度情報に基づき、制御部７３は開閉弁７６の開閉を調節して熱交換器バイパス通路７５の開度を調節する。
【００７４】
開閉弁７６の開度が小さくなればなるほど、第２ボイラ６５に流れる排気ガスの流量が増えるため、冷媒が第２ボイラ６５で受け取り可能な熱量は増加し、開閉弁７６の開度が大きくなればなるほど、第２ボイラ６５に流れる排気ガスの流量が減るため、冷媒が第２ボイラ６５で受け取り可能な熱量は減少する。そして、温度情報に対し、膨張機２０出口で冷媒の持つ熱量が、凝縮器３０での放熱能力を上回らないようにするために、開閉弁７６の開度が制御部７３により制御される。
【００７５】
○  第１〜第３の実施形態において、温度センサＳ、過熱度センサ５７、温度センサ７０の代わりに、ポンプ４０の入口に過冷却度センサを設け、この過冷却度センサによりポンプ４０の入口側での過冷却度を温度情報として検知し、過冷却度に基づいて開閉弁５４，５６、絞り６９の開度を調節するようにしてもよい。
【００７６】
具体的には、図５に示すように、第１の実施形態において、温度センサＳを削除するとともに、冷媒循環回路１２におけるポンプ４０の入口側（吸入側）となる位置に過冷却度センサ７１を設け、この過冷却度センサ７１を制御部７３に接続する。そして、ボイラ５０での吸熱量が過多となると、過冷却度センサ７１によって検知されるポンプ４０入口側での過冷却度が、予め設定された所定値以下（例えば、５℃以下、通常は５〜１５℃）になるため、制御部７３は開閉弁５４の開度を調節する。その結果、ポンプ４０出口から膨張機２０入口までの間に冷媒が受け取る熱量が制限される。
【００７７】
○  第１の実施形態において、温度センサＳの代わりに過熱度センサ５７を設け、過熱度センサ５７により検知される過熱度を温度情報としてもよい。
○  第２の実施形態において、過熱度センサ５７の代わりに温度センサＳを設け、温度センサＳにより検知される温度を温度情報としてもよい。
【００７８】
○  第３の実施形態では、絞り６９の開度を、制御部７３の制御により調節するようにしたが、絞り６９の代わりに内部制御可能なものを用いてもよい。
○  ランキンサイクル装置１０は、車両以外にも太陽発電システムや工場での発電システム等に用いてもよい。
【００７９】
○  作動流体は冷媒でなく、水等に変更してもよい。また、廃熱媒体は、冷却水のような液体ではなく気体であってもよい。
○  ポンプ４０をプーリを介して外部駆動源に直結したが、ポンプ４０をモータにより駆動させるタイプとしてもよい。この場合、モータはインバータによる回転数制御ができないものである。
【００８０】
○  ポンプ４０と膨張機２０とは、該ポンプ４０と膨張機２０の軸を直結させたものでもよい。この場合、ポンプ４０は外部駆動源Ｆｂにより駆動されるが、膨張機２０が機械的エネルギーを出力し始めたら、その出力された機械的エネルギーを動力源としてポンプ４０が駆動される。
【００８１】
○  第２の実施形態において、過熱度センサ５７の代わりに感温膨張弁を用い、ボイラ５０を出た冷媒の過熱度の変化を感温筒で検知し、その検知結果に応じてボイラ５０へ流入する冷媒を調整してもよい。そして、感温膨張弁により、冷媒の過熱度を一定に保持して、膨張機２０出口で冷媒の持つ熱量が、凝縮器３０の放熱能力を上回らないように、吸熱量を制限するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
Ｆｂ…外部駆動源、１０…ランキンサイクル装置、１２…作動流体回路としての冷媒循環回路、２０…膨張機、３０…凝縮器、４０…ポンプ、５０…熱交換器としてのボイラ、５１…廃熱源、５２…廃熱路としての冷却媒体循環回路、５３…制限手段としての熱交換器バイパス通路、５４…制限手段としての開閉弁、５５…制限手段の熱交換器バイパス通路としてのボイラバイパス通路、５６…制限手段としての開閉弁、５８…廃熱源としてのエンジン、６４…第１熱交換器としての第１ボイラ、６５…第２熱交換器としての第２ボイラ、６６…廃熱路としての排気通路、６９…制限手段としての絞り、７５…制限手段としての熱交換器バイパス通路、７６…制限手段としての開閉弁。
【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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