(57)【要約】【課題】廃熱の回生量が多く熱機関としての熱効率の良いランキンサイクル装置の提供にある。【解決手段】作動流体の蒸気を生成する蒸気発生器２１と、作動流体の蒸気を膨張させる膨張機２２と、膨張機２２から流出される作動流体を凝縮する凝縮器２３と、凝縮器２３から流出する作動流体を蒸気発生器２１へ圧送するポンプと、蒸気発生器２１、膨張機２２、凝縮器２３及びポンプを順次接続する作動流体回路を備えたランキンサイクル装置において、凝縮器２３は内燃機関の冷却水を冷却するラジエータ１２の下流側の冷却水と作動流体とを熱交換させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体の蒸気を生成する蒸気発生器と、前記作動流体の蒸気を膨張させる膨張機と、前記膨張機から流出される前記作動流体を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器から流出する作動流体を前記蒸気発生器へ圧送するポンプと、前記蒸気発生器、前記膨張機、前記凝縮器及び前記ポンプを順次接続する作動流体回路を備えたランキンサイクル装置において、
前記凝縮器は内燃機関の冷却水を冷却するラジエータの下流側の冷却水と作動流体とを熱交換させることを特徴とするランキンサイクル装置。
【請求項２】
前記作動流体回路における前記凝縮器を一次凝縮器とし、前記一次凝縮器の下流側に二次凝縮器を設け、
前記一次凝縮器から流出される作動流体を前記二次凝縮器により凝縮することを特徴とする請求項１記載のランキンサイクル装置。
【請求項３】
前記蒸気発生器の熱源を前記ラジエータの上流側の冷却水とすることを特徴とする請求項１又は２記載のランキンサイクル装置。
【請求項４】
前記蒸気発生器の熱源は、ＥＧＲガスの廃熱又はオイルクーラーのオイルの廃熱とすることを特徴とする請求項１又は２記載のランキンサイクル装置。
【請求項５】
前記作動流体回路は、前記一次凝縮器の上流側と前記二次凝縮器の上流側とを接続するバイパス流路と、前記一次凝縮器と前記バイパス流路とを流れる流量を制御する流量制御弁を備えた請求項２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】
この発明は、ランキンサイクル装置に関し、特に、作動流体の蒸気を生成する蒸気発生器と、この蒸気を膨張させる膨張機と、作動流体を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器から流出する作動流体を前記蒸気発生器へ圧送するポンプと、前記蒸気発生器、前記膨張機、前記凝縮器及び前記ポンプを順次接続する作動流体回路を備えたランキンサイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ランキンサイクル装置の従来技術としては、例えば、特許文献１に開示されたランキンサイクルが知られている。
特許文献１に開示されたランキンサイクルは、蒸気発生器、膨張機および熱交換器を有している。
蒸気発生器は、エンジンから排出される燃焼ガスを熱源として蒸気を生成し、膨張機は蒸気発生器で生成された蒸気を膨張させる。
熱交換器は、膨張機にて膨張を終えた作動流体とエンジン冷却水回路内を循環するエンジン冷却水との熱交換を行い、作動流体の凝縮を行う。
【０００３】
また、このランキンサイクルは、エンジン冷却水と大気とを熱交換するラジエータを有している。
このランキンサイクルでは、エンジン冷却水の流れに対して、ラジエータと熱交換器とが並列に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４２６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたランキンサイクルによれば、熱交換器においてエンジン冷却後の高温のエンジン冷却水を用いて作動流体の凝縮を行うことから、凝縮圧が高くなり、熱機関としての熱効率が低いため、廃熱の回生量が少ないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、廃熱の回生量をより多くすることができ、熱機関としての熱効率の良いランキンサイクル装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、作動流体の蒸気を生成する蒸気発生器と、前記作動流体の蒸気を膨張させる膨張機と、前記膨張機から流出される前記作動流体を凝縮する凝縮器と、前記凝縮器から流出する作動流体を前記蒸気発生器へ圧送するポンプと、蒸気発生器、前記膨張機、前記凝縮器及び前記ポンプを順次接続する作動流体回路を備えたランキンサイクル装置において、前記凝縮器は内燃機関の冷却水を冷却するラジエータの下流側の冷却水と作動流体とを熱交換させることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、凝縮器ではラジエータにおいて冷却された低温の冷却水と作動流体との熱交換が行われることから、凝縮圧が低くなり、熱機関としての熱効率が高いため、廃熱の回生量を多くすることができる。
【０００９】
また、上記のランキンサイクル装置において、前記作動流体回路における前記凝縮器を一次凝縮器とし、前記一次凝縮器の下流側に二次凝縮器を設け、前記一次凝縮器から流出される作動流体を前記二次凝縮器により凝縮する構成としてもよい。
この場合、二次凝縮器が一次凝縮器から流出される作動流体を凝縮するため、より回生量を多くすることができる。
また、冷却水の温度が高く、一次凝縮器による冷媒の凝縮量が少ないときであっても、二次凝縮器による凝縮により廃熱の回生量を多くすることができる。
【００１０】
また、上記のランキンサイクル装置において、前記蒸気発生器の熱源を前記ラジエータの上流側の冷却水とする構成であってもよい。
この場合、蒸気発生器の熱源をラジエータの上流側の冷却水とすることにより、凝縮器に流入する冷却水の温度を下げることができる。
【００１１】
また、上記のランキンサイクル装置において、前記蒸気発生器の熱源は、ＥＧＲガスの廃熱又はオイルクーラーのオイルの廃熱とする構成としてもよい。
この場合、従来では内燃機関以外の冷却水へ廃熱されていたＥＧＲガスの廃熱又はオイルクーラーのオイルの廃熱を利用することができ、凝縮器に流入する冷却水の温度をさらに下げることができる。
また、上記のランキンサイクル装置において、前記作動流体回路は、前記一次凝縮器の上流側と前記二次凝縮器の上流側とを接続するバイパス流路と、前記一次凝縮器と前記バイパス流路とを流れる流量を制御する流量制御弁を備えた構成としてもよい。
この場合、冷却水の温度が所定値以上である場合は、流量制御弁により作動流体をバイパス流路に流して、高温の冷却水により作動流体が加温されることを防止できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、廃熱の回生量が多く熱機関としての熱効率の良いランキンサイクル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係るランキンサイクル装置の模式図である。
【図２】第２の実施形態に係るランキンサイクル装置の模式図である。
【図３】第３の実施形態に係るランキンサイクル装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係るランキンサイクル装置を図１に基づいて説明する。
本実施形態のランキンサイクル装置は車両に搭載される車載用ランキンサイクル装置である。
図１に示すように、車両は、エンジン１１、ラジエータ１２およびポンプ１３を備え、エンジン冷却のための冷却水を循環する冷却水回路１０を備える。
また、ランキンサイクル装置は、蒸気発生器２１、膨張機２２、一次凝縮器２３、二次凝縮器２６および冷媒ポンプ２７を備え、冷媒を循環する冷媒回路２０を有する。
【００１５】
冷却水回路１０について説明する。
内燃機関としてのエンジン１１は、車両走行のための駆動力を発生する走行駆動源である。
エンジン１１は冷却水回路１０を循環する冷却水により冷却される。
冷却水回路１０を循環する冷却水は公知の冷却水であり、不凍液（ＬＬＣ）を用いている。
ラジエータ１２は、エンジン１１の冷却に使用された冷却水を大気との間で熱交換する冷却水の放熱器であり、冷却風を発生する電動式の送風ファン１４を備えている。
【００１６】
本実施形態の冷却水回路１０は、エンジン１１の冷却水出口とラジエータ１２の冷却水入口を接続する第１流路１５と、ラジエータ１２の冷却水出口とエンジン１１の冷却水入口を接続する第２流路１６を備えている。
ラジエータ１２の冷却水出口とエンジン１１の冷却水入口を接続する第２流路１６にはポンプ１３が設けられている。
ポンプ１３はエンジン１１の駆動力を利用して駆動され、冷却水回路１０において冷却水を一方向へ向けて循環する。
冷却水回路１０は、エンジン１１から流出した冷却水をラジエータ１２に通さず迂回させてエンジン１１に戻すバイパス流路１７を備えており、バイパス流路１７は第１流路１５の分岐点Ａから第２流路１６の合流点Ｂを接続する。
【００１７】
本実施形態では第２流路１６の合流点Ｂにはサーモスタット１８が設けられている。
サーモスタット１８は、エンジン１１から流出した冷却水をバイパス流路１７に流す冷却水の流量とラジエータ１２へ通す冷却水の流量を調節する。
サーモスタット１８の冷却水の流量調節により、エンジン１１の温度は適正な温度範囲内に保つことが可能である。
【００１８】
サーモスタット１８は、ラジエータ１２へ通す冷却水とバイパス流路１７に流す冷却水の流量比を調整するほか、冷却水を全てラジエータ１２に通したり、あるいは冷却水を全てバイパス通路に通したりすることも可能である。
制御装置２８は水温センサ１９と接続されており、水温センサ１９はエンジン１１に流入する冷却水の温度を検出する。
制御装置２８はラジエータ１２の送風ファン１４の駆動を制御する。
【００１９】
次に、冷媒回路２０について説明する。
作動流体としての冷媒が流れる冷媒回路２０は作動流体回路に相当する。
本実施形態のランキンサイクル装置の冷媒回路２０は、蒸気発生器２１、膨張機２２、一次凝縮器２３、二次凝縮器２６、冷媒ポンプ２７を順次接続する。
冷媒回路２０の冷媒は、蒸気発生器２１、膨張機２２、一次凝縮器２３、二次凝縮器２６、冷媒ポンプ２７の並び順に沿って冷媒回路２０を流れる。
冷媒回路２０における冷媒の流れる方向を冷媒の循環方向とする。
【００２０】
冷媒回路２０は、フルオロカーボンからなる骨格を基本とする冷媒を用いている。
本実施形態では、フルオロカーボンからなる骨格を基本とする冷媒としてＨＦＣ１３４ａ（Ｒ１３４ａ）が用いられる。
本実施形態のランキンサイクル装置では、潤滑油が冷媒と共に冷媒回路２０を循環する。
冷媒回路２０を循環する潤滑油は、膨張機２２および冷媒ポンプ２７の摺動部における潤滑、密封、冷却等の機能を果たす。
【００２１】
蒸気発生器２１は、エンジン１１から排出される排気ガスを熱源（図示せず）として冷媒の蒸気を発生させる手段である。
蒸気発生器２１では、冷媒と排気ガスの熱交換により冷媒が加熱されて蒸気を生成する。
本実施形態のランキンサイクル装置の冷媒回路２０では、蒸気発生器２１の冷媒出口が第１流路２９を介して膨張機２２の冷媒入口と接続されている。
【００２２】
膨張機２２は高圧の蒸気により駆動されるタービン羽根（図示せず）を有しており、高圧の蒸気がタービン羽根を回転することにより、膨張機２２は出力軸において回転力を得る。
膨張機２２は、蒸気をほぼ断熱状態で減圧膨張させて蒸気が有する熱エネルギーを機械的エネルギーに変換する
膨張機２２の出力軸は発電機（図示せず）に連結されており、膨張機２２において得られる回転力は発電機を駆動する。
本実施形態のランキンサイクル装置の冷媒回路２０では、膨張機２２の冷媒出口が第２流路３０を介して一次凝縮器２３の冷媒入口と接続されている。
【００２３】
一次凝縮器２３は膨張機２２から流出した蒸気の冷媒を通す冷媒通過部２４と、蒸気の冷媒を冷却する冷却水を通す冷却水通過部２５を有する。
一次凝縮器２３の冷却水通過部２５は冷却水回路１０の第２流路１６におけるラジエータ１２とサーモスタット１８との間に配置されており、冷却水通過部２５を通る冷却水は、ラジエータ１２通過後の冷却水である。
ラジエータ１２通過後の冷却水は、ラジエータ１２において大気と熱交換されてラジエータ１２通過前の冷却水より低い温度となっている。
膨張機２２から流出した蒸気の冷媒とラジエータ１２通過後の冷却水との熱交換により、蒸気は凝縮される。
本実施形態のランキンサイクル装置の冷媒回路２０では、一次凝縮器２３の冷媒出口が第３流路３１を介して二次凝縮器２６の冷媒入口と接続されている。
【００２４】
二次凝縮器２６は、一次凝縮器２３から流出した冷媒をさらに凝縮するものであり、二次凝縮器２６では空気と熱交換することにより、冷媒が空気により冷却されて凝縮する。
つまり、二次凝縮器２６は空冷式凝縮器である。
本実施形態のランキンサイクル装置の冷媒回路２０では、二次凝縮器２６の冷媒出口が第４流路３２を介して蒸気発生器２１の冷媒入口と接続されており、第４流路３２には冷媒ポンプ２７が設けられている。
【００２５】
冷媒ポンプ２７は二次凝縮器２６から流出する冷媒を蒸気発生器２１へ圧送するもので、本実施形態では、電動式ポンプを用いている。
冷媒ポンプ２７は制御装置２８と接続され、冷媒ポンプ２７は制御装置２８の制御により駆動される。
冷媒ポンプ２７が制御装置２８により制御されることにより、冷媒は、冷媒回路２０において、蒸気発生器２１、膨張機２２、一次凝縮器２３、二次凝縮器２６、冷媒ポンプ２７の並び順に沿って循環することができる。
冷媒回路２０には、一次凝縮器２３の上流側と二次凝縮器２６の上流側とを接続するバイパス流路３３が設けられている。バイパス流路３３の第２流路３０との接続部には、冷媒通過部２４とバイパス流路３３とに流れる冷媒の流量を制御可能な流量制御弁３４が設けられている。流量制御弁３４は、水温センサ１９により検出される冷却水の温度に応じて、制御装置２８により制御される。
【００２６】
次に、本実施形態のランキンサイクル装置の作動について説明する。
エンジン１１の運転時においては、冷却水回路１０のポンプ１３が駆動され、冷却水回路１０の冷却水は、エンジン１１、ラジエータ１２、一次凝縮器２３の冷却水通過部２５、サーモスタット１８、ポンプ１３の順に循環する。
また、エンジン１１から流出した冷却水の一部は、ラジエータ１２および一次凝縮器２３を経由せずにバイパス流路１７を通ってサーモスタット１８からポンプ１３を通る。
【００２７】
ところで、エンジン１１が低負荷運転状態であって、ラジエータ１２の通風量が多い場合には、エンジン１１に流入する冷却水によりエンジン１１が過冷却にならないように制御装置２８がサーモスタット１８を制御する。
具体的には、エンジン１１流入前の冷却水の温度が低くなり過ぎないように、バイパス流路１７に通す冷却水を多くして、ラジエータ１２に流入する冷却水を少なくなるようにサーモスタット１８は冷却水の流れを制御する。
なお、エンジン１１が高負荷運転状態であって、ラジエータ１２の通風量が少ない場合には、ラジエータ１２から流出した冷却水の温度は高くなる。
制御装置２８は、エンジン１１流入前の冷却水の温度を適正な温度範囲内に保つように、ラジエータ１２の送風ファン１４を制御する。
【００２８】
エンジン１１の運転時においては、冷媒回路２０の冷媒ポンプ２７が駆動され、冷媒回路２０の冷媒は、蒸気発生器２１、膨張機２２、一次凝縮器２３、二次凝縮器２６、冷媒ポンプ２７の並び順に沿って循環する。
冷媒ポンプ２７の駆動により、膨張機２２には蒸気発生器２１において生成された高圧の蒸気が流入する。
膨張機２２に流入した蒸気は、膨張機２２内においてほぼ断熱状態で減圧膨張され、蒸気の熱エネルギーは機械的エネルギーに変換されて膨張機２２の出力軸から出力される。
膨張機２２の出力は発電機を駆動し、発電機では電力が得られるが、得られた電力は、車両に搭載されている電装品（図示せず）に供給されたり、蓄電池（図示せず）に充電されたりする。
【００２９】
膨張機２２から流出した蒸気は一次凝縮器２３に流入して冷媒通過部２４を通り、一次凝縮器２３において冷却水との熱交換により凝縮される。
一次凝縮器２３の冷却水通過部２５を通過する冷却水はラジエータ１２通過後の冷却水であり、ラジエータ１２通過後の冷却水はラジエータ１２通過前の冷却水よりも低い温度である。
このため、ラジエータ１２通過後の冷却水と冷媒との熱交換は、ラジエータ１２通過前の冷却水と冷媒との熱交換と比較すると、ラジエータ１２通過後の冷却水と冷媒との温度差は大きいため、冷媒の凝縮量が多くなる。また、冷却水が低温のため冷媒の凝縮圧を低くすることができる。
【００３０】
特に、エンジン１１が低負荷運転状態であって、ラジエータ１２の通風量が多い場合には、エンジン１１の過冷却を防止するようにサーモスタット１８が冷却水の流れを制御する。
この場合、サーモスタット１８は、バイパス流路１７に通す冷却水を多くして、ラジエータ１２に流入する冷却水を少なくなるように冷却水の流量を制御する。
サーモスタット１８の作動により、ラジエータ１２を通る冷却水は少量となるため、ラジエータ１２を通る冷却水が多い場合と比べて、ラジエータ１２通過後の冷却水は十分に冷却されて、ラジエータ１２通過後の冷却水の温度は大幅に低下する。
このため、一次凝縮器２３では温度の低い冷却水と冷媒との熱交換により冷媒の凝縮量が増大する。また、冷却水が低温のため冷媒の凝縮圧を低くすることができる。
【００３１】
一次凝縮器２３から流出した冷媒は二次凝縮器２６に流入し、二次凝縮器２６に流入した冷媒は大気との熱交換を行う。
冷媒が一次凝縮器２３において十分に凝縮された場合には、二次凝縮器２６において冷媒が凝縮されることは殆どない。
しかし、一次凝縮器２３において十分に凝縮されなかった冷媒が二次凝縮器２６に流入した場合、二次凝縮器２６において冷媒の凝縮が行われる。
例えば、エンジン１１が高負荷運転状態であって、冷却水を冷却するラジエータ１２の通風量が少ない場合、ラジエータ１２通過後の冷却水はラジエータ１２において大気との熱交換により冷却されているものの、ラジエータ１２通過後の冷却水の温度は高い。
冷却水の温度が高くなるほど、冷却水と冷媒との温度は小さくなり、一次凝縮器２３における冷媒の凝縮量が低下して、十分に冷媒が凝縮されない。
二次凝縮器２６は、一次凝縮器２３において十分に冷媒が凝縮されないとき、冷媒の凝縮を行って冷媒の凝縮量を増やす。
二次凝縮器２６を流出した冷媒は冷媒ポンプ２７により蒸気発生器２１へ圧送される。
制御装置２８は、水温センサ１９で検出される冷却水の温度が所定値以上である場合は、流量制御弁３４により第２流路３０を流れる冷媒をバイパス流路３３に流して、高温の冷却水により冷媒が加温されることを防止する。バイパス流路３３を流れる冷媒は二次凝縮器２６により凝縮される。
【００３２】
本実施形態のランキンサイクル装置は以下の作用効果を奏する。
（１）一次凝縮器２３ではラジエータ１２において冷却された冷却水と冷媒との熱交換が行われることから、凝縮における廃熱の回生量を多くすることができ、熱機関としての熱効率を向上することができる。
（２）エンジン１１の運転状態やラジエータ１２の通風状態により、一次凝縮器２３において十分に冷媒が凝縮されなくても、二次凝縮器２６が一次凝縮器２３から流出される冷媒を凝縮することができるため、より廃熱の回生量を多くすることができる。
（３）バイパス流路１７およびサーモスタット１８を設けていることから、ラジエータ１２および一次凝縮器２３を通る冷却水と、バイパス流路１７を通る冷却水との流量を調節することができる。冷却水の流量を調節することにより、エンジン１１の過冷却を防止することができるほか、一次凝縮器２３における冷媒の凝縮を効率良く行うことが可能である。
【００３３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るランキンサイクル装置について説明する。
第２の実施形態のランキンサイクル装置は、第１の実施形態と同様に車両に搭載される車載用ランキンサイクル装置であるが、冷媒回路の構成が第１の実施形態と異なる。
本実施形態では、第１の実施形態と共通する構成については、第１の実施形態の説明を援用して説明を省略するほか、同じ符号を用いる。
【００３４】
図２に示すように、本実施形態のランキンサイクル装置では、冷媒回路４０の蒸気発生器４１は、エンジン１１から流出した冷却水を熱源とするように設けられている。
冷媒回路４０は、蒸気発生器４１と膨張機２２を接続する第１流路４４と、膨張機２２と凝縮器２３を接続する第２流路４５と、凝縮器２３と蒸気発生器４１を接続する第３流路４６を有する。
第３流路４６に冷媒ポンプ２７が設けられている。
本実施形態の凝縮器２３は、第１の実施形態の一次凝縮器２３と同一構成であるが、冷媒回路４０において二次凝縮器は設置されていない。
【００３５】
蒸気発生器４１は、冷却水回路１０における第１流路１５の分岐点Ａとラジエータ１２との間に設けられ、冷媒を通す冷媒通過部４２のほか、冷却水を通す冷却水通過部４３を備えている。
蒸気発生器４１においては、冷却水通過部４３を通るエンジン１１から流出した高温の冷却水と、冷媒通過部４２を通る冷媒との熱交換により冷媒を加熱して蒸気が生成される。
【００３６】
本実施形態によれば、冷媒回路４０の冷媒ポンプ２７が作動されると、冷媒回路４０の冷媒は蒸気発生器４１に流入する。
蒸気発生器４１では、運転状態のエンジン１１から流出された高温の冷却水が冷却水通過部４３を通り、冷却水通過部４３を通る冷却水と冷媒通過部４２を通る冷媒との熱交換が行われる。
蒸気発生器４１では、高温の冷却水による冷媒の加熱により高圧の冷媒の蒸気が生成される。
蒸気発生器４１から流出した高圧の蒸気は膨張機２２へ流入され、膨張機２２から流出した蒸気は凝縮器２３においてラジエータ１２から流出した冷却水との熱交換により凝縮される。
【００３７】
一方、蒸気発生器４１を通過した冷却水は冷媒との熱交換により温度が低下している。
この冷却水はラジエータ１２に流入してラジエータ１２によりさらに冷却される。
このため、ラジエータ１２から流出した冷却水は、より温度の低い冷却水となる。
そして、凝縮器２３ではラジエータ１２から流出した温度の低い冷却水と冷媒との熱交換により冷媒が凝縮されるから、より冷媒の凝縮量が多くなる。
本実施形態では、蒸気発生器４１の熱源を冷却水回路１０におけるラジエータ１２の上流側の冷却水とすることにより、ラジエータ１２から流出して凝縮器２３に流入する冷却水の温度を下げることができ、第１の実施形態と比較して、より廃熱の回生量を多くすることができる。
【００３８】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係るランキンサイクル装置について説明する。
第３の実施形態のランキンサイクル装置は、第１の実施形態と同様に車両に搭載される車載用ランキンサイクル装置であるが、冷媒回路の構成が第１の実施形態と異なる。
本実施形態では、第１の実施形態と共通する構成については、第１の実施形態の説明を援用して説明を省略するほか、同じ符号を用いる。
【００３９】
図３に示すように、本実施形態のランキンサイクル装置では、冷媒回路５０の蒸気発生器はＥＧＲ（Exhaust  Gas  Recirculation）クーラー５１とし、ＥＧＲクーラー５１を通るＥＧＲガスを蒸気の生成の熱源とするように設けられている。
冷媒回路５０は、ＥＧＲクーラー５１と膨張機２２を接続する第１流路５４と、膨張機２２と一次凝縮器２３を接続する第２流路５５と、一次凝縮器２３と二次凝縮器２６とを接続する第３流路５６と、二次凝縮器２６と蒸気発生器４１を接続する第４流路５７を有する。
第４流路５７には冷媒ポンプ２７が設けられている。
本実施形態の冷媒回路５０には、一次凝縮器２３の上流側と二次凝縮器２６の上流側とを接続するバイパス流路や、バイパス流路のための流量制御弁は設けていない。
【００４０】
蒸気発生器としてのＥＧＲクーラー５１は、冷媒を通す冷媒通過部５２のほか、ＥＧＲガスを通すＥＧＲガス通過部５３を備えている。
ＥＧＲガス通過部５３の上流側の配管５８はエンジン１１に設けた排気マニホールド（図示せず）に接続され、ＥＧＲガス通過部５３の下流側の配管５９は吸気マニホールド（図示せず）に接続されている。
ＥＧＲクーラー５１においては、ＥＧＲガス通過部５３を通るエンジン１１の燃焼ガスの一部をＥＧＲガスとし、高温のＥＧＲガスと冷媒通過部５２を通る冷媒との熱交換が行われる。
【００４１】
本実施形態によれば冷媒回路５０の冷媒ポンプ２７が作動されると、冷媒回路５０の冷媒はＥＧＲクーラー５１に流入する。
ＥＧＲクーラー５１では、運転状態のエンジン１１から燃焼ガスの一部である高温のＥＧＲガスがＥＧＲガス通過部５３を通り、冷媒通過部５２を通る冷媒とＥＧＲガスとの熱交換が行われる。
ＥＧＲクーラー５１では、ＥＧＲガスを熱源として冷媒を加熱することにより冷媒の蒸気が生成される。
一方、ＥＧＲガスは冷媒との熱交換によりＥＧＲガスと適正な温度まで冷却される。
ＥＧＲクーラー５１から流出した高圧の蒸気は膨張機２２へ流入される。
膨張機２２では、蒸気の熱エネルギーは機械的エネルギーに変換され、高圧の蒸気はほぼ断熱状態で減圧膨張される。
膨張機２２から流出した蒸気は凝縮器２３において冷却水との熱交換により凝縮される。
【００４２】
従来ではＥＧＲガスはエンジン１１の冷却水により冷却され、ＥＧＲガスの熱を冷却水に廃棄していたが、本実施形態によれば、冷却水に廃棄するＥＧＲガスの熱を蒸気発生器の熱源として有効活用することができ、熱機関として効率を向上させることができる。
【００４３】
なお、上記の実施形態は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【００４４】
○  上記の実施形態では、車両に搭載される車載用ランキンサイクル装置としたが、ランキンサイクル装置は車載用に限定されない。例えば、地上に設置されるランキンサイクル装置であってもよい。
○  上記の第１の実施形態では、空冷式の二次凝縮器を冷媒回路に設けたが、二次凝縮器は必須要件ではなく、省略してもよい。また、二次凝縮器を設ける場合でも空冷式に限らず、例えば、水冷式の凝縮器を用いてもよい。
○  上記の第３の実施形態では、蒸気発生器をＥＧＲクーラーとし、熱源をＥＧＲガスの廃熱としたが、ＥＧＥクーラーに代えてオイルクーラーを蒸気発生器とし、オイルクーラーのオイルの廃熱を熱源としてもよい。この場合も、従来では冷却水に廃棄されていたオイルの熱を蒸気発生器の熱源として有効活用することができ、熱機関として効率を向上させることができる。
○  上記の実施形態では、内燃機関として単にエンジンと説明したが、内燃機関はガソリンエンジンでもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０  冷却水回路
１１  エンジン
１２  ラジエータ
１３  ポンプ
１７  バイパス流路
１８  サーモスタット
１９  水温センサ
２０、４０、５０  冷媒回路（作動流体回路としての）
２１、４１  蒸気発生器
２２  膨張機
２３  一次凝縮器
２６  二次凝縮器
２７  冷媒ポンプ
２８  制御装置
３３  バイパス流路
３４  流量制御弁
５１  ＥＧＲクーラー（蒸気発生器としての）
５８、５９  配管
Ａ  分岐点
Ｂ  合流点
【図１】
2013160076.tif 000003
【図２】
2013160076.tif 000004
【図３】
2013160076.tif 000005