(57)【要約】【課題】エンジンに吸入される前にＥＧＲガスを冷却することができるとともに、膨張機に吸入される前に作動流体を加熱すること。【解決手段】冷媒循環回路１１において、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１、低温熱源用熱交換器５３及び第２ＥＧＲガス用熱交換器５２を、ポンプ４０の出口から膨張機２０の入口までの間で直列接続した。さらに、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を、ポンプ４０の出口から膨張機２０の入口までの冷媒の流通方向における最上流に配置するとともに、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２を、ポンプ４０の出口から膨張機２０の入口までの冷媒の流通方向における最下流に配置した。【選択図】図１
2013217222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体を圧送するポンプと、
前記ポンプにより圧送された前記作動流体をエンジンから排気されるＥＧＲガスと熱交換させる複数のＥＧＲガス用熱交換器と、
前記ＥＧＲガスの温度よりも低温である熱源と前記作動流体とを熱交換させる少なくとも一つの低温熱源用熱交換器と、
前記複数のＥＧＲガス用熱交換器及び前記低温熱源用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、から作動流体回路が形成されており、
各ＥＧＲガス用熱交換器及び低温熱源用熱交換器は、前記ポンプの出口から前記膨張機の入口までの間で直列接続されており、
前記ポンプの出口から前記膨張機の入口までの前記作動流体の流通方向における最上流には、前記複数のＥＧＲガス用熱交換器のうちの一つである最上流ＥＧＲガス用熱交換器が配置されるとともに、
前記ポンプの出口から前記膨張機の入口までの前記作動流体の流通方向における最下流には、前記複数のＥＧＲガス用熱交換器のうちの一つである最下流ＥＧＲガス用熱交換器が配置されており、
前記最下流ＥＧＲガス用熱交換器には、前記ＥＧＲガスの流通方向における最上流のＥＧＲガスが流入し、前記最上流ＥＧＲガス用熱交換器には、前記ＥＧＲガスの流通方向における最下流のＥＧＲガスが流入す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、前記最上流ＥＧＲガス用熱交換器をバイパスする作動流体バイパス通路と、前記作動流体バイパス通路と前記最上流ＥＧＲガス用熱交換器とへ流れる前記作動流体の流量を変更する流量変更手段と、を設けたことを特徴とする請求項１に記載のランキンサイクル装置。
【請求項３】
前記作動流体回路において、前記低温熱源用熱交換器、及び前記最上流ＥＧＲガス用熱交換器への前記作動流体の流通順序を変更する流通順序変更手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のランキンサイクル装置。
【請求項４】
前記流通順序変更手段は、前記最上流ＥＧＲガス用熱交換器を流れる前記作動流体の流通方向と、前記最上流ＥＧＲガス用熱交換器を流れるＥＧＲガスの流通方向とを維持しながら前記作動流体の流通順序を変更することを特徴とする請求項３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、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は、例えば特許文献１のものが挙げられる。特許文献１のランキンサイクル装置は、エンジンから排気される燃焼ガス（排気ガス）の一部であるＥＧＲガスを熱源として、蒸気発生器を流れる作動流体を加熱する。そして、蒸気発生器で加熱された作動流体を膨張機に吸入し、膨張機により作動流体を略等エントロピ的に減圧膨張することで、作動流体の有する熱エネルギーを回転エネルギー等の機械的エネルギーに変換する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
ところで、高温のＥＧＲガスが吸入空気と混合されてエンジンに再び吸気されると、エンジン内の燃焼温度が上昇して、エンジンから排気される排気ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）が発生し易くなってしまう。よって、ＥＧＲガスは、蒸気発生器において作動流体と熱交換されることで十分に冷却されるのが望ましい。また、低温の作動流体が膨張機に吸入されると、膨張機によって機械的エネルギーを十分に取り出すことができなくなってしまう虞がある。よって、作動流体は、蒸気発生器においてＥＧＲガスと熱交換されることで十分に加熱されるのが望ましい。
【０００５】
そこで、ランキンサイクル装置において、例えば、作動流体を、エンジン冷却水や、過給機の過給により温度上昇した吸入空気等のＥＧＲガスよりも低温である熱源と熱交換させる低温熱源用熱交換器を、蒸気発生器よりも作動流体の流通方向における上流側に配置する。すると、作動流体は、低温熱源用熱交換器を通過する際に、ＥＧＲガスよりも低温である熱源と熱交換されて加熱されるとともに、蒸気発生器を通過する際に、ＥＧＲガスと熱交換されてさらに加熱されるため、作動流体を十分に加熱することができる。しかし、作動流体は、低温熱源用熱交換器において、ＥＧＲガスよりも低温である熱源と熱交換されて温度が上昇するため、ＥＧＲガスは、蒸気発生器において十分に冷却されなくなってしまう虞がある。
【０００６】
そこで、例えば、低温熱源用熱交換器を、蒸気発生器よりも作動流体の流通方向における下流側に配置する。すると、ＥＧＲガスは、蒸気発生器において、低温熱源用熱交換器でＥＧＲガスよりも低温である熱源と熱交換される前の作動流体と熱交換されるため、ＥＧＲガスを十分に冷却することができる。しかし、作動流体は、蒸気発生器において、ＥＧＲガスと熱交換されることで、ＥＧＲガスよりも低温である熱源の温度よりも高い温度まで加熱される場合がある。そして、低温熱源用熱交換器において、蒸気発生器で温度上昇した作動流体と、ＥＧＲガスよりも低温である熱源とが熱交換されると、作動流体の温度が低下してしまい、作動流体の加熱が不十分になってしまう虞がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンに吸入される前にＥＧＲガスを冷却することができるとともに、膨張機に吸入される前に作動流体を加熱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】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、作動流体を圧送するポンプと、前記ポンプにより圧送された前記作動流体をエンジンから排気されるＥＧＲガスと熱交換させる複数のＥＧＲガス用熱交換器と、前記ＥＧＲガスの温度よりも低温である熱源と前記作動流体とを熱交換させる少なくとも一つの低温熱源用熱交換器と、前記複数のＥＧＲガス用熱交換器及び前記低温熱源用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、から作動流体回路が形成されており、各ＥＧＲガス用熱交換器及び低温熱源用熱交換器は、前記ポンプの出口から前記膨張機の入口までの間で直列接続されており、前記ポンプの出口から前記膨張機の入口までの前記作動流体の流通方向における最上流には、前記複数のＥＧＲガス用熱交換器のうちの一つである最上流ＥＧＲガス用熱交換器が配置されるとともに、前記ポンプの出口から前記膨張機の入口までの前記作動流体の流通方向における最下流には、前記複数のＥＧＲガス用熱交換器のうちの一つである最下流ＥＧＲガス用熱交換器が配置されており、前記最下流ＥＧＲガス用熱交換器には、前記ＥＧＲガスの流通方向における最上流のＥＧＲガスが流入し、前記最上流ＥＧＲガス用熱交換器には、前記ＥＧＲガスの流通方向における最下流のＥＧＲガスが流入することを要旨とする。
【０００９】
この発明によれば、最下流ＥＧＲガス用熱交換器を通過するＥＧＲガスは、低温熱源用熱交換器で熱交換されて温度が上昇した作動流体と熱交換されるが、その後、最上流ＥＧＲガス用熱交換器において、ポンプから圧送された直後の低温の作動流体と熱交換されるため、エンジンに吸入される前にＥＧＲガスを十分に冷却することができる。また、最上流ＥＧＲガス用熱交換器を通過する作動流体は、ＥＧＲガスとの熱交換によって加熱された後、低温熱源用熱交換器での熱交換により、温度が低下してしまう場合があるが、その後、最下流ＥＧＲガス用熱交換器において、ＥＧＲガスと熱交換されるため、膨張機に吸入される前に作動流体を十分に加熱することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記作動流体回路に、前記最上流ＥＧＲガス用熱交換器をバイパスする作動流体バイパス通路と、前記作動流体バイパス通路と前記最上流ＥＧＲガス用熱交換器とへ流れる前記作動流体の流量を変更する流量変更手段と、を設けたことを要旨とする。
【００１１】
例えば、流量変更手段により、作動流体バイパス通路へ流れる作動流体の流量よりも最上流ＥＧＲガス用熱交換器へ流れる作動流体の流量を少なくする。これにより、最上流ＥＧＲガス用熱交換器でＥＧＲガスが作動流体に奪われる熱量が少なくなり、ＥＧＲガスが過冷却になってしまうことを防止することが可能となる。その結果として、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎて、ＥＧＲガス中に含まれる水分が凝縮して硫黄酸化物（ＳＯｘ）と反応することで硫酸が生じ、この硫酸により、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路の構成部品が劣化してしまうことを防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記作動流体回路において、前記低温熱源用熱交換器、及び前記最上流ＥＧＲガス用熱交換器への前記作動流体の流通順序を変更する流通順序変更手段をさらに備えたことを要旨とする。
【００１３】
例えば、流通順序変更手段により、作動流体の流通順序を、低温熱源用熱交換器、最上流ＥＧＲガス用熱交換器の順にする。これにより、最上流ＥＧＲガス用熱交換器を通過するＥＧＲガスは、低温熱源用熱交換器で熱交換されて温度が上昇した作動流体と熱交換されるため、ＥＧＲガスが過冷却になってしまうことを防止することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記流通順序変更手段は、前記最上流ＥＧＲガス用熱交換器を流れる前記作動流体の流通方向と、前記最上流ＥＧＲガス用熱交換器を流れるＥＧＲガスの流通方向とを維持しながら前記作動流体の流通順序を変更することを要旨とする。
【００１５】
この発明によれば、流通順序変更手段により作動流体の流通順序を変更する前と後とで、最上流ＥＧＲガス用熱交換器を流れる作動流体の流通方向と、最上流ＥＧＲガス用熱交換器を流れるＥＧＲガスの流通方向とが維持されている。よって、最上流ＥＧＲガス用熱交換器内で生じる作動流体の液相の領域と気相の領域とが逆転してしまうことを防止することができる。その結果、最上流ＥＧＲガス用熱交換器の熱交換性能が変動してしまうことを防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、エンジンに吸入される前にＥＧＲガスを冷却することができるとともに、膨張機に吸入される前に作動流体を加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態におけるランキンサイクル装置を示す模式図。
【図２】第２の実施形態におけるランキンサイクル装置を示す模式図。
【図３】第３の実施形態におけるランキンサイクル装置を示す模式図。
【図４】第４の実施形態におけるランキンサイクル装置を示す模式図。
【図５】別の実施形態におけるランキンサイクル装置を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（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。なお、ランキンサイクル装置は車両に搭載されている。
【００１９】
図１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、ＥＧＲガス用熱交換器としての第１ＥＧＲガス用熱交換器５１、低温熱源用熱交換器５３及びＥＧＲガス用熱交換器としての第２ＥＧＲガス用熱交換器５２を順次接続してなる作動流体回路としての冷媒循環回路１１を備える。この冷媒循環回路１１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１１では、冷媒は、膨張機２０、凝縮器３０、ポンプ４０、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１、低温熱源用熱交換器５３、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２の並び順に沿って流れて冷媒循環回路１１を循環するようになっている。
【００２０】
ポンプ４０の出口と第１ＥＧＲガス用熱交換器５１とは第１通路２１を介して接続されている。第１ＥＧＲガス用熱交換器５１と低温熱源用熱交換器５３とは第２通路２２を介して接続されている。低温熱源用熱交換器５３と第２ＥＧＲガス用熱交換器５２とは第３通路２３を介して接続されている。第２ＥＧＲガス用熱交換器５２と膨張機２０の入口とは第４通路２４を介して接続されている。膨張機２０の出口と凝縮器３０の入口とは第５通路２５を介して接続されている。凝縮器３０の出口とポンプ４０の入口とは第６通路２６を介して接続されている。よって、冷媒循環回路１１において、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１、低温熱源用熱交換器５３及び第２ＥＧＲガス用熱交換器５２は、ポンプ４０の出口から膨張機２０の入口までの間で直列接続されている。
【００２１】
そして、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１は、ポンプ４０の出口から膨張機２０の入口までの冷媒の流通方向における最上流の位置に配置される最上流ＥＧＲガス用熱交換器に相当する。また、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２は、ポンプ４０の出口から膨張機２０の入口までの冷媒の流通方向における最下流の位置に配置される最下流ＥＧＲガス用熱交換器に相当する。第１ＥＧＲガス用熱交換器５１及び第２ＥＧＲガス用熱交換器５２は、ポンプ４０により圧送された冷媒を、エンジン６１から排気される排気ガスの一部であるＥＧＲガスと熱交換させる。低温熱源用熱交換器５３は、冷媒を、ＥＧＲガスの温度よりも低温である熱源であるエンジン冷却水と熱交換させる。なお、本実施形態では、エンジン６１はディーゼルエンジンである。
【００２２】
エンジン６１には吸気通路６２が接続されている。吸気通路６２には過給機６３のコンプレッサ６３ａが設けられている。また、エンジン６１に排気通路６４が接続されている。排気通路６４には過給機６３のタービン６３ｂが設けられている。過給機６３は、排気流によって作動される公知の可変ノズル式ターボチャージャである。可変ノズル式ターボチャージャは、排気流の作用によりタービン６３ｂに生じる回転トルクを駆動源としてコンプレッサ６３ａを駆動させ、吸入空気を圧送する。吸気通路６２には、空気の流通方向における過給機６３よりも下流側にインタークーラ６２ａが設けられている。このインタークーラ６２ａによって、過給機６３の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
【００２３】
排気通路６４には、エンジン６１から排気される排気ガスの一部であるＥＧＲガスを吸気通路６２に還流させるＥＧＲ通路６５が形成されている。ＥＧＲ通路６５は排気通路６４の一部である。ＥＧＲ通路６５の一端は、排気ガスの流通方向における過給機６３よりも上流側に接続されるとともに、ＥＧＲ通路６５の他端は吸気通路６２に接続されている。ＥＧＲ通路６５には第１ＥＧＲガス用熱交換器５１及び第２ＥＧＲガス用熱交換器５２が配設されている。そして、ＥＧＲ通路６５を流れるＥＧＲガスは、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２及び第１ＥＧＲガス用熱交換器５１の順に流れる。すなわち、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２には、ＥＧＲガスの流通方向における最上流のＥＧＲガスが流入し、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１には、ＥＧＲガスの流通方向における最下流のＥＧＲガスが流入する。ＥＧＲ通路６５には、ＥＧＲガスの流通方向における第１ＥＧＲガス用熱交換器５１よりも下流側にＥＧＲバルブ６５ａ設けられている。このＥＧＲバルブ６５ａによって、吸気通路６２へのＥＧＲガスの還流量が調整される。
【００２４】
次に、第１の実施形態の作用について説明する。
ポンプ４０が駆動されると、ポンプ４０の駆動により冷媒が圧送されて冷媒循環回路１１を冷媒が循環する。また、エンジン６１の駆動によりＥＧＲガスがＥＧＲ通路６５を流れる。第２ＥＧＲガス用熱交換器５２を通過するＥＧＲガスは、低温熱源用熱交換器５３で熱交換されて温度が上昇した冷媒と熱交換されるが、その後、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１において、ポンプ４０から圧送された直後の低温の冷媒と熱交換されるため、エンジン６１に吸気（吸入）される前にＥＧＲガスが十分に冷却される。そして、冷却されたＥＧＲガスは、吸気通路６２へ還流されるとともに、吸入空気と混合されてエンジン６１に再び吸気される。
【００２５】
また、例えば、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を通過する冷媒は、ＥＧＲガスとの熱交換によって加熱された後、低温熱源用熱交換器５３での熱交換により、温度が低下してしまう場合があるが、その後、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２において、ＥＧＲガスと熱交換されるため、膨張機２０に吸入される前に冷媒が十分に加熱される。そして、加熱された冷媒は、第４通路２４を介して膨張機２０に吸入されるとともに膨張機２０で膨張することで、冷媒の持つ熱量の一部が膨張機２０において機械的エネルギーとして取り出される。取り出された機械的エネルギーにより、図示しない発電機による発電やエンジン６１のトルク補助等が行われる。さらに、膨張機２０で膨張して降温及び降圧した冷媒は、第５通路２５を介して凝縮器３０へ吸入される。凝縮器３０に吸入された冷媒は、凝縮器３０で凝縮されて液冷媒に相変化し、その液冷媒は、第６通路２６を介してポンプ４０に吸入される。
【００２６】
第１の実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）冷媒循環回路１１において、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１、低温熱源用熱交換器５３及び第２ＥＧＲガス用熱交換器５２を、ポンプ４０の出口から膨張機２０の入口までの間で直列接続した。さらに、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２には、ＥＧＲガスの流通方向における最上流のＥＧＲガスが流入し、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１には、ＥＧＲガスの流通方向における最下流のＥＧＲガスが流入する。よって、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２を通過するＥＧＲガスは、低温熱源用熱交換器５３で熱交換されて温度が上昇した冷媒と熱交換されるが、その後、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１において、ポンプ４０から圧送された直後の低温の冷媒と熱交換されるため、エンジン６１に吸入される前にＥＧＲガスを十分に冷却することができる。また、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を通過する冷媒は、ＥＧＲガスとの熱交換によって加熱された後、低温熱源用熱交換器５３での熱交換により、温度が低下してしまう場合があるが、その後、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２において、ＥＧＲガスと熱交換されるため、膨張機２０に吸入される前に冷媒を十分に加熱することができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
以下、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、以下に説明する実施形態では、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て、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００２８】
図２に示すように、冷媒循環回路１１には、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１をバイパスする作動流体バイパス通路としての冷媒バイパス通路７１が配設されている。冷媒バイパス通路７１の一端は、冷媒バイパス通路７１と第１ＥＧＲガス用熱交換器５１とへ流れる冷媒の流量を変更する流量変更手段としての冷媒流量調整バルブ７１ａを介して第１通路２１に接続されるとともに、他端は第２通路２２に接続されている。冷媒流量調整バルブ７１ａは、冷媒バイパス通路７１へ流れる冷媒の流量と、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１へ流れる冷媒の流量とを調節可能になっている。
【００２９】
ＥＧＲ通路６５には、ＥＧＲガスの流通方向における第１ＥＧＲガス用熱交換器５１よりも下流側に、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を通過したＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲガス温度検出センサ７２が設けられている。ＥＧＲガス温度検出センサ７２は制御部Ｓに信号接続されている。そして、ＥＧＲガス温度検出センサ７２により検出された検出結果は制御部Ｓに送られる。
【００３０】
次に、第２の実施形態の作用について説明する。
ＥＧＲガス温度検出センサ７２により検出されたＥＧＲガスの温度が、予め定められた温度よりも高い場合、制御部Ｓは、冷媒バイパス通路７１へ流れる冷媒の流量よりも第１ＥＧＲガス用熱交換器５１へ流れる冷媒の流量が多くなるように、冷媒流量調整バルブ７１ａの開度を調節する。これによれば、第１の実施形態と同様に、ＥＧＲガスは、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１において、ポンプ４０から圧送された直後の冷媒と熱交換されるため、エンジン６１に吸気される前に十分に冷却される。
【００３１】
エンジン６１の出力が低く、ＥＧＲガス温度検出センサ７２により検出されたＥＧＲガスの温度が、予め定められた温度よりも低い場合、制御部Ｓは、冷媒バイパス通路７１へ流れる冷媒の流量よりも第１ＥＧＲガス用熱交換器５１へ流れる冷媒の流量が少なくなるように、冷媒流量調整バルブ７１ａの開度を調節する。このように、冷媒バイパス通路７１と第１ＥＧＲガス用熱交換器５１とへ流れる冷媒の流量を変更することで、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１でＥＧＲガスが冷媒に奪われる熱量が少なくなり、ＥＧＲガスの温度が所定の温度よりも低くなり過ぎてしまうことが防止される。
【００３２】
よって、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎて、ＥＧＲガス中に含まれる水分が凝縮して硫黄酸化物（ＳＯｘ）と反応することで硫酸が生じ、この硫酸により、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路６５の構成部品が劣化してしまうことが防止されている。ここで、「所定の温度」とは、ＥＧＲガス中に含まれる水分が凝縮し始める温度のことを言い、「予め定められた温度」とは、ＥＧＲガス中に含まれる水分が凝縮し始める温度よりも僅かに高い温度のことを言う。
【００３３】
したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）と同様の効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
（２）冷媒循環回路１１に、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１をバイパスする冷媒バイパス通路７１と、冷媒バイパス通路７１と第１ＥＧＲガス用熱交換器５１とへ流れる冷媒の流量を変更する冷媒流量調整バルブ７１ａとを設けた。そして、冷媒流量調整バルブ７１ａにより、冷媒バイパス通路７１へ流れる冷媒の流量よりも第１ＥＧＲガス用熱交換器５１へ流れる冷媒の流量を少なくする。これにより、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１でＥＧＲガスが冷媒に奪われる熱量が少なくなり、ＥＧＲガスが過冷却になってしまうことを防止することができる。よって、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎて、ＥＧＲガス中に含まれる水分が凝縮して硫黄酸化物（ＳＯｘ）と反応することで硫酸が生じ、この硫酸により、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路６５の構成部品が劣化してしまうことを防止することができる。その結果、ＥＧＲ通路６５の構成部品の劣化が原因で、エンジン６１の性能に不具合が生じてしまうことを防止することができる。
【００３４】
（３）本実施形態では、エンジン６１は、ディーゼルエンジンである。ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比べると、排気ガスに硫黄が多く含まれているため、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎて、ＥＧＲガス中に含まれる水分が凝縮すると、硫黄と凝縮水とが反応して硫酸が発生し易い。しかし、本実施形態では、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎることを防止することができるため、ディーゼルエンジンにおいて、ＥＧＲガス中に含まれる水分が凝縮して硫黄酸化物と反応することによって硫酸が発生し、ＥＧＲ通路６５の構成部品が劣化してしまうことを防止することができる。
【００３５】
（第３の実施形態）
以下、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、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１及び第２の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００３６】
図３に示すように、冷媒循環回路１１には、一端が切替弁８１ａを介して第１通路２１に接続されるとともに他端が第３通路２３に接続される第１連絡通路８１が配設されている。切替弁８１ａは、ポンプ４０により第１通路２１に圧送された冷媒の流れを、第１通路２１を介して第１ＥＧＲガス用熱交換器５１に向けて流れる流れと、第１通路２１及び第１連絡通路８１を介して第３通路２３に向けて流れる流れとに切替可能になっている。
【００３７】
第３通路２３において、第１連絡通路８１の他端が接続された箇所よりも第２ＥＧＲガス用熱交換器５２側には、第１開閉弁Ｖ１が配設されている。そして、第１開閉弁Ｖ１が開弁すると、低温熱源用熱交換器５３側から第２ＥＧＲガス用熱交換器５２側へ流れる冷媒の流れが許容される。また、第１開閉弁Ｖ１が閉弁すると、低温熱源用熱交換器５３側から第２ＥＧＲガス用熱交換器５２側へ流れる冷媒の流れが規制されるとともに、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２側から低温熱源用熱交換器５３側へ流れる冷媒の流れが規制される。
【００３８】
第１通路２１において、切替弁８１ａよりも第１ＥＧＲガス用熱交換器５１側には第２連絡通路８２の一端が接続されている。第２連絡通路８２の他端は、第３通路２３における第１開閉弁Ｖ１よりも第２ＥＧＲガス用熱交換器５２側に接続されている。第２連絡通路８２には第２開閉弁Ｖ２が配設されている。そして、第２開閉弁Ｖ２が開弁すると、第１通路２１から第２連絡通路８２を介して第３通路２３側へ流れる冷媒の流れが許容される。また、第２開閉弁Ｖ２が閉弁すると、第１通路２１から第２連絡通路８２を介して第３通路２３側へ流れる冷媒の流れが規制される。
【００３９】
次に、第３の実施形態の作用について説明する。
ＥＧＲガス温度検出センサ７２により検出されたＥＧＲガスの温度が、予め定められた温度よりも高い場合、制御部Ｓは、ポンプ４０により第１通路２１に圧送された冷媒が、第１通路２１を介して第１ＥＧＲガス用熱交換器５１に流れるように、切替弁８１ａを切り替える。また、制御部Ｓは、第１開閉弁Ｖ１を開弁させるとともに、第２開閉弁Ｖ２を閉弁させる。すると、ポンプ４０により第１通路２１に圧送された冷媒は、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１、第２通路２２、低温熱源用熱交換器５３、第３通路２３、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２の順に流れる。これによれば、第１の実施形態と同様に、ＥＧＲガスは、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１において、ポンプ４０から圧送された直後の低温の冷媒と熱交換されるため、エンジン６１に吸気される前にＥＧＲガスが十分に冷却される。なお、第３通路２３から第１連絡通路８１を介して第１通路２１に流出しようとする冷媒は、切替弁８１ａにより規制される。また、第３通路２３から第２連絡通路８２を介して第１通路２１に流出しようとする冷媒は、第２開閉弁Ｖ２により規制される。
【００４０】
エンジン６１の出力が低く、ＥＧＲガス温度検出センサ７２により検出されたＥＧＲガスの温度が、予め定められた温度よりも低い場合、制御部Ｓは、ポンプ４０により第１通路２１に圧送された冷媒が、第１通路２１及び第１連絡通路８１を介して第３通路２３に流れるように、切替弁８１ａを切り替える。また、制御部Ｓは、第１開閉弁Ｖ１を閉弁させるとともに、第２開閉弁Ｖ２を開弁させる。すると、ポンプ４０により第１通路２１に圧送された冷媒は、第１連絡通路８１、第３通路２３、低温熱源用熱交換器５３、第２通路２２、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１、第１通路２１、第２連絡通路８２、第３通路２３、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２の順に流れる。すなわち、冷媒の流通順序が、低温熱源用熱交換器５３、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１の順に流れるように変更されている。よって、第３の実施形態では、第１連絡通路８１、切替弁８１ａ、第２連絡通路８２、第１開閉弁Ｖ１、及び第２開閉弁Ｖ２により、冷媒循環回路１１において、低温熱源用熱交換器５３及び第１ＥＧＲガス用熱交換器５１への冷媒の流通順序を変更する流通順序変更手段が形成されている。
【００４１】
これにより、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を通過するＥＧＲガスは、低温熱源用熱交換器５３においてエンジン冷却水と熱交換されて温度が上昇した冷媒と熱交換されるため、ＥＧＲガスが第１ＥＧＲガス用熱交換器５１において過冷却になってしまうことが防止される。
【００４２】
したがって、第３の実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）、及び第２の実施形態の効果（３）と同様の効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
（４）冷媒循環回路１１に、第１連絡通路８１、切替弁８１ａ、第２連絡通路８２、第１開閉弁Ｖ１、及び第２開閉弁Ｖ２により形成され、低温熱源用熱交換器５３及び第１ＥＧＲガス用熱交換器５１への冷媒の流通順序を変更する流通順序変更手段を備えた。そして、流通順序変更手段により、冷媒の流通順序を、低温熱源用熱交換器５３及び第１ＥＧＲガス用熱交換器５１の順にする。これにより、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を通過するＥＧＲガスは、低温熱源用熱交換器５３においてエンジン冷却水と熱交換されて温度が上昇した冷媒と熱交換されるため、ＥＧＲガスが過冷却になってしまうことを防止することができる。
【００４３】
（５）第３の実施形態によれば、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１をバイパスさせることがないため、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を有効利用することができる。また、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１をバイパスさせると、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を通過する冷媒の流れが無くなってしまい、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１に冷媒が滞留してしまう虞がある。第１ＥＧＲガス用熱交換器５１に冷媒が滞留すると、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を通過するＥＧＲガスによって滞留した冷媒が加熱され過ぎてしまい、冷媒が熱分解してフッ酸等の酸が生じ、この酸により第１ＥＧＲガス用熱交換器５１の構成部品が劣化したり、冷媒と一緒に冷媒循環回路１１を循環する潤滑油が熱分解して潤滑油が炭化したりする等の不具合が生じる。しかし、本実施形態によれば、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１に冷媒が滞留してしまうことが無く、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１に不具合が生じてしまうことを抑制することができる。
【００４４】
（第４の実施形態）
以下、本発明を具体化した第４の実施形態を図４にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１及び第２の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００４５】
図４に示すように、冷媒循環回路１１には、一端が切替弁９１ａを介して第１通路２１に接続されるとともに他端が第２通路２２に接続される第１連絡通路９１が配設されている。切替弁９１ａは、ポンプ４０により第１通路２１に圧送された冷媒の流れを、第１通路２１を介して第１ＥＧＲガス用熱交換器５１に流れる流れと、第１通路２１及び第１連絡通路９１を介して第２通路２２に流れる流れとに切替可能になっている。
【００４６】
第２通路２２において、第１連絡通路９１の他端が接続された箇所よりも第１ＥＧＲガス用熱交換器５１側には、第１開閉弁Ｖ１１が配設されている。そして、第１開閉弁Ｖ１１が開弁すると、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１側から低温熱源用熱交換器５３側へ流れる冷媒の流れが許容される。また、第１開閉弁Ｖ１が閉弁すると、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１側から低温熱源用熱交換器５３側へ流れる冷媒の流れが規制されるとともに、低温熱源用熱交換器５３側から第１ＥＧＲガス用熱交換器５１側へ流れる冷媒の流れが規制される。
【００４７】
第１通路２１において、切替弁９１ａよりも第１ＥＧＲガス用熱交換器５１側には第２連絡通路９２の一端が接続されている。第２連絡通路９２の他端は、第３通路２３に接続されている。第２連絡通路９２には第２開閉弁Ｖ１２が配設されている。そして、第２開閉弁Ｖ１２が開弁すると、第１通路２１と第３通路２３との間での第２連絡通路９２を介した冷媒の流れが許容される。また、第２開閉弁Ｖ１２が閉弁すると、第１通路２１と第３通路２３との間での第２連絡通路９２を介した冷媒の流れが規制される。
【００４８】
第３通路２３において、第２連絡通路９２の他端が接続された箇所よりも第２ＥＧＲガス用熱交換器５２側には、第３開閉弁Ｖ１３が配設されている。そして、第３開閉弁Ｖ１３が開弁すると、低温熱源用熱交換器５３側から第２ＥＧＲガス用熱交換器５２側へ流れる冷媒の流れが許容される。また、第３開閉弁Ｖ１３が閉弁すると、低温熱源用熱交換器５３側から第２ＥＧＲガス用熱交換器５２側へ流れる冷媒の流れが規制されるとともに、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２側から低温熱源用熱交換器５３側へ流れる冷媒の流れが規制される。
【００４９】
第２通路２２において、第１開閉弁Ｖ１１よりも第１ＥＧＲガス用熱交換器５１側には第３連絡通路９３の一端が接続されている。第３連絡通路９３の他端は、第３通路２３における第３開閉弁Ｖ１３よりも第２ＥＧＲガス用熱交換器５２側に接続されている。第３連絡通路９３には第４開閉弁Ｖ１４が配設されている。そして、第４開閉弁Ｖ１４が開弁すると、第２通路２２と第３通路２３との間での第３連絡通路９３を介した冷媒の流れが許容される。また、第４開閉弁Ｖ１４が閉弁すると、第２通路２２と第３通路２３との間での第３連絡通路９３を介した冷媒の流れが規制される。
【００５０】
次に、第４の実施形態の作用について説明する。
ＥＧＲガス温度検出センサ７２により検出されたＥＧＲガスの温度が、予め定められた温度よりも高い場合、制御部Ｓは、ポンプ４０により第１通路２１に圧送された冷媒が、第１通路２１を介して第１ＥＧＲガス用熱交換器５１に流れるように、切替弁９１ａを切り替える。また、制御部Ｓは、第１開閉弁Ｖ１１及び第３開閉弁Ｖ１３を開弁させるとともに、第２開閉弁Ｖ１２及び第４開閉弁Ｖ１４を閉弁させる。すると、ポンプ４０により第１通路２１に圧送された冷媒は、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１、第２通路２２、低温熱源用熱交換器５３、第３通路２３、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２の順に流れる。これによれば、第１の実施形態と同様に、ＥＧＲガスは、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１において、ポンプ４０から圧送された直後の低温の冷媒と熱交換されるため、エンジン６１に吸気される前にＥＧＲガスが十分に冷却される。
【００５１】
エンジン６１の出力が低く、ＥＧＲガス温度検出センサ７２により検出されたＥＧＲガスの温度が、予め定められた温度よりも低い場合、制御部Ｓは、ポンプ４０により第１通路２１に圧送された冷媒が、第１通路２１及び第１連絡通路９１を介して第２通路２２に流れるように、切替弁９１ａを切り替える。また、制御部Ｓは、第１開閉弁Ｖ１１及び第３開閉弁Ｖ１３を閉弁させるとともに、第２開閉弁Ｖ１２及び第４開閉弁Ｖ１４を開弁させる。すると、ポンプ４０により第１通路２１に圧送された冷媒は、第１連絡通路９１、第２通路２２、低温熱源用熱交換器５３、第３通路２３、第２連絡通路９２、第１通路２１、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１、第２通路２２、第３連絡通路９３、第３通路２３、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２の順に流れる。すなわち、冷媒の流通順序が、低温熱源用熱交換器５３、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１の順に流れるように変更されている。よって、第４の実施形態では、第１連絡通路９１、切替弁９１ａ、第２連絡通路９２、第３連絡通路９３、第１開閉弁Ｖ１１、第２開閉弁Ｖ１２、第３開閉弁Ｖ１３及び第４開閉弁Ｖ１４により、冷媒循環回路１１において、低温熱源用熱交換器５３及び第１ＥＧＲガス用熱交換器５１への冷媒の流通順序を変更する流通順序変更手段が形成されている。
【００５２】
これにより、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を通過するＥＧＲガスは、低温熱源用熱交換器５３においてエンジン冷却水と熱交換されて温度が上昇した冷媒と熱交換されるため、ＥＧＲガスが第１ＥＧＲガス用熱交換器５１において過冷却になってしまうことが防止される。
【００５３】
また、第４の実施形態では、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を流れる冷媒の流通方向と、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を流れるＥＧＲガスの流通方向とを維持しながら冷媒の流通順序が低温熱源用熱交換器５３及び第１ＥＧＲガス用熱交換器５１の順になるように変更されている。よって、流通順序変更手段により、冷媒の流通順序を変更する前と後とで、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１内で生じる冷媒の液相の領域と気相の領域とが逆転してしまうことが無く、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１における熱交換性能が変動してしまうことが無い。
【００５４】
したがって、第４の実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）、第２の実施形態の効果（３）、及び第３の実施形態（４）、（５）と同様の効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
【００５５】
（６）冷媒循環回路１１に、第１連絡通路９１、切替弁９１ａ、第２連絡通路９２、第３連絡通路９３、第１開閉弁Ｖ１１、第２開閉弁Ｖ１２、第３開閉弁Ｖ１３及び第４開閉弁Ｖ１４により形成され、低温熱源用熱交換器５３及び第１ＥＧＲガス用熱交換器５１への冷媒の流通順序を変更する流通順序変更手段を備えた。そして、流通順序変更手段により、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を流れる冷媒の流通方向と、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１を流れるＥＧＲガスの流通方向とを維持しながら冷媒の流通順序を、低温熱源用熱交換器５３及び第１ＥＧＲガス用熱交換器５１の順になるように変更した。よって、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１内で生じる冷媒の液相の領域と気相の領域とが逆転してしまうことが無く、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１における熱交換性能が変動してしまうことを防止することができる。
【００５６】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  図５に示すように、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１と第２ＥＧＲガス用熱交換器５２とを一体化させてもよい。これによれば、ＥＧＲ通路６５における第１ＥＧＲガス用熱交換器５１と第２ＥＧＲガス用熱交換器５２とを繋ぐ部位を削除することができ、部品点数を削減することができる。
【００５７】
○  上記各実施形態において、第１ＥＧＲガス用熱交換器５１、第２ＥＧＲガス用熱交換器５２又は低温熱源用熱交換器５３を流れるＥＧＲガス、エンジン冷却水又は冷媒の流れの形式は、例えば、対向流といった流れの形式に限定せずに、それ以外の流れの形式（例えば、並行流や直交流など）でも有効である。
【００５８】
○  上記各実施形態において、冷媒とＥＧＲガスとを熱交換させるＥＧＲガス用熱交換器の数を増やしてもよい。
○  上記各実施形態において、低温熱源用熱交換器の数は二つ以上であってもよい。
【００５９】
○  第２の実施形態において、流量変更手段として、冷媒の流れを、冷媒バイパス通路７１への流れ、又は第１ＥＧＲガス用熱交換器５１への流れに切り替える切替弁としてもよい。そして、当該切替弁により、冷媒の流れを、冷媒バイパス通路７１への流れ、又は第１ＥＧＲガス用熱交換器５１への流れに切り替えることで、冷媒バイパス通路７１と第１ＥＧＲガス用熱交換器５１とへ流れる冷媒の流量を変更するようにしてもよい。
【００６０】
○  上記各実施形態において、低温熱源用熱交換器５３の熱源として、例えば、排気浄化触媒を通過した後の排気ガスや、過給機６３の過給により温度上昇した吸入空気等を用いてもよい。要は、低温熱源用熱交換器５３の熱源は、ＥＧＲガスの温度よりも低温である熱源であればよい。
【００６１】
○  上記各実施形態において、作動流体は、例えば、水であってもよい。
○  上記各実施形態において、エンジン６１はガソリンエンジンであってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
【００６２】
（イ）前記エンジンはディーゼルエンジンであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のランキンサイクル装置。
【符号の説明】
【００６３】
１０…ランキンサイクル装置、１１…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、５１…ＥＧＲガス用熱交換器のうちの最上流ＥＧＲガス用熱交換器に相当する第１ＥＧＲガス用熱交換器、５２…ＥＧＲガス用熱交換器のうちの最下流ＥＧＲガス用熱交換器に相当する第２ＥＧＲガス用熱交換器、５３…低温熱源用熱交換器、６１…エンジン、６５…ＥＧＲ通路、７１…作動流体バイパス通路としての冷媒バイパス通路、７１ａ…流量変更手段としての冷媒流量調整バルブ、８１，９１…流通順序変更手段を形成する第１連絡通路、８１ａ，９１ａ…流通順序変更手段を形成する切替弁、８２，９２…流通順序変更手段を形成する第２連絡通路、９３…流通順序変更手段を形成する第３連絡通路、Ｖ１，Ｖ１１…流通順序変更手段を形成する第１開閉弁、Ｖ２，Ｖ１２…流通順序変更手段を形成する第２開閉弁、Ｖ１３…流通順序変更手段を形成する第３開閉弁、Ｖ１４…流通順序変更手段を形成する第４開閉弁。
【図１】
2013217222.tif 000003
【図２】
2013217222.tif 000004
【図３】
2013217222.tif 000005
【図４】
2013217222.tif 000006
【図５】
2013217222.tif 000007