(57)【要約】【課題】簡単な構成で排熱の利用効率を向上することを実現した車両用排熱回収装置を提供することを目的とする。【解決手段】車両用排熱回収装置１は、ポンプ１１ａとポンプ１１ｂとを有するポンプ機構部１１、ボイラ１２、可変容量型の膨張機１３及びコンデンサ１４からなるランキンサイクル１０を備えている。ポンプ機構部１１の並列通路１６ｂには、開閉弁１７がポンプ１１ｂの下流側に設けられている。また、ポンプ１１ｂの上流側と、ポンプ１１の下流側且つ開閉弁１７の上流側とがバイパス通路１８により接続され、バイパス通路１８に開閉弁１９が設けられている。並列通路１６ｂにおいて、ボイラ１２を通過した後の冷媒の温度が所定の閾値を超えると、ＥＣＵ２５は、膨張機１３の吸入容量を増加させるとともに、開閉弁１７への開弁指令及び開閉弁１９への閉弁指令を出力する。【選択図】図１
2013151895.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、前記ポンプが圧送した作動流体を車両のエンジンの排熱により加熱するボイラ、前記ボイラを通過した作動流体を膨張させることにより動力を取り出す膨張機、及び前記膨張機を通過した作動流体を凝縮するコンデンサからなるランキンサイクルを備え、前記膨張機と、前記ポンプ及び前記エンジンとを動力伝達可能となるように連結した車両用排熱回収装置であって、
前記ランキンサイクルを流通する作動流体の流量を調節する流量調整部を有しており、
前記流量調整部は、
前記コンデンサの下流側と前記ボイラの上流側とを並列に接続する複数の並列通路と、
前記複数の並列通路のそれぞれに設けられた複数の前記ポンプと、
前記複数の並列通路の少なくとも一部に設けられ、前記ポンプの下流側で前記並列通路を開閉する第一弁手段と、
前記第一弁手段が設けられた前記並列通路において、前記ポンプの上流側に位置する部位と前記ポンプの下流側且つ前記第一弁手段の上流側に位置する部位とを接続するバイパス通路と、
前記バイパス通路を開閉する第二弁手段と
であることを特徴とする車両用排熱回収装置。
【請求項２】
前記膨張機は、吸入容量を変更可能な吸入容量変更部を有しており、前記吸入容量変更部による前記膨張機の吸入容量変更に応じて前記流量調整部により作動流体の流量が調節される請求項１に記載の車両用排熱回収装置。
【請求項３】
前記第一弁手段は開閉弁である請求項１または２に記載の車両用排熱回収装置。
【請求項４】
前記第一弁手段は逆止弁である請求項１または２に記載の車両用排熱回収装置。
【請求項５】
前記複数のポンプの吐出容量が互いに異なる請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用排熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両用排熱回収装置に係り、特に、ランキンサイクルを利用した車両用排熱回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ランキンサイクルを利用してエンジンの排熱、つまり排気ガスの熱や冷却水の熱等から動力を回収し、回収した動力でエンジンの駆動を補助する車両用排熱回収装置が開発されている。ランキンサイクルは、作動流体を圧送するポンプ、作動流体をエンジンの排熱と熱交換させて加熱するボイラ、加熱された作動流体を膨張させて動力を回収する膨張機、及び膨張後の作動流体を凝縮させるコンデンサから構成されており、これらが順次環状に接続されて閉回路を形成している。膨張機の駆動軸は、動力の伝達が可能となるようにエンジンのクランクシャフトに連結されており、それにより、膨張機によるエンジンの駆動の補助が可能となる。また、膨張機とポンプとを共通の駆動軸で連結すれば膨張機によるポンプの駆動が可能となるため、ポンプ駆動用のモータを別途設けることが不要となる。
【０００３】
このように構成される車両用排熱回収装置において、例えば作動流体の温度を耐熱温度以内に抑えることや熱媒体の温度を下げることなどを目的として、作動流体の流量を増加させたい場合がある。しかしながら、膨張機及びポンプを共通の駆動軸で連結している場合、ポンプは膨張機と同一の回転数で駆動されるため、膨張機の回転数とは無関係にポンプの吐出容量を増加させることができないという問題が生じる。
【０００４】
上述した問題を回避する一例として、特許文献１に記載のランキンサイクルで用いられている可変容量型ポンプを用いることが考えられる。可変容量型ポンプを用いれば、可変容量型ポンプの吐出容量を増大させることで作動流体の吐出量を増加させることが可能となる。また、その他の例としては、特許文献２に記載の排熱回収装置のように、ポンプの上流側と下流側とをバイパス通路で接続し、このバイパス通路を流通する作動流体の流量をバイパス弁で調整することが考えられる。つまり、固定容量型ポンプの吐出容量を、作動流体の流量を増加させる場合に対応可能なものとしておけば、作動流体を増加させない通常時に余分となる量の作動流体をバイパスさせることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１８５７７２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５５４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の可変容量型ポンプは、固定容量型ポンプと比較すると構成が複雑であるため、装置全体のコストが増大するという問題点が生じる。また、特許文献２に記載の排熱回収装置のようにバイパス通路及びバイパス弁を設け、通常時に余分となる量の作動流体をバイパスさせる場合、余分となる作動流体を昇圧するためのエネルギーが無駄となるため、排熱の利用効率が低下するという問題点が生じる。
【０００７】
この発明は、以上のような問題点を解決するためになされたもので、簡単な構成で排熱の利用効率を向上することを実現した車両用排熱回収装置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】
【０００８】
この発明に係る車両用排熱回収装置は、作動流体を圧送するポンプ、ポンプが圧送した作動流体を車両のエンジンの排熱により加熱するボイラ、ボイラを通過した作動流体を膨張させることにより動力を取り出す膨張機、及び膨張機を通過した作動流体を凝縮するコンデンサからなるランキンサイクルを備え、膨張機と、ポンプ及びエンジンとを動力伝達可能となるように連結した車両用排熱回収装置であって、ランキンサイクルを流通する作動流体の流量を調節する流量調整部を有しており、流量調整部は、コンデンサの下流側とボイラの上流側とを並列に接続する複数の並列通路と、複数の並列通路のそれぞれに設けられた複数のポンプと、複数の並列通路の少なくとも一部に設けられ、ポンプの下流側で並列通路を開閉する第一弁手段と、第一弁手段が設けられた並列通路において、ポンプの上流側に位置する部位とポンプの下流側且つ第一弁手段の上流側に位置する部位とを接続するバイパス通路と、バイパス通路を開閉する第二弁手段とであることを特徴とするものである。
【０００９】
尚、膨張機は、吸入容量を変更可能な吸入容量変更部を有しており、この吸入容量変更部による膨張機の吸入容量変更に応じて流量調整部により作動流体の流量が調節されるようにしてもよい。
また、第一弁手段は開閉弁であってもよく、逆止弁であってもよい。
さらに、複数のポンプの吐出容量を互いに異なるものとすることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、並列通路の少なくとも一部に設けられた第一弁手段の開閉を切り換えることにより、ボイラに供給する作動流体の量を複数通りに切り替えることが可能となる。つまり、構成が簡単な固定容量型ポンプを用いて、ボイラへの作動流体の供給量を調節することが可能となる。また、第一弁手段が閉じられている並列通路において、バイパス通路の第二弁手段を開弁すればポンプの上流側と下流側との差圧がなくなる。すなわち、ポンプは膨張機に駆動されて回転しているが作動流体の昇圧は行っていない状態となるため、膨張機が回収した動力を無駄に消費することもない。したがって、車両用排熱回収装置において、簡単な構成で排熱の利用効率を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車両用排熱回収装置の構成を示す概略図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る車両用排熱回収装置の構成を示す概略図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る車両用排熱回収装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、この発明の実施の形態について、添付図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係る車両用排熱回収装置１を概略的に示す。
車両用排熱回収装置１は、一対のポンプ１１ａとポンプ１１ｂとを有するポンプ機構部１１、ボイラ１２、可変容量型の膨張機１３及びコンデンサ１４から構成されるランキンサイクル装置１０を備えている。ポンプ機構部１１、ボイラ１２、膨張機１３及びコンデンサ１４は、作動流体である冷媒が流通する冷媒通路１５を介して順次環状に接続され、閉回路を形成している。ポンプ機構部１１は、ポンプ１１ａ及びポンプ１１ｂの一方あるいは両方から吐出された冷媒をボイラ１２に圧送するものであり、ポンプ機構部１１が圧送した冷媒がランキンサイクル装置１０を循環する。尚、ポンプ１１ａ及びポンプ１１ｂは冷媒の吐出容量が一定である、いわゆる固定容量型のポンプである。
【００１３】
ボイラ１２は、ポンプ機構部１１が圧送した冷媒をエンジン２０の排熱によって、すなわちエンジン２０の熱媒体通路２１を流通する熱媒体によって加熱するものであり、ボイラ１２で加熱されて蒸気化した冷媒が膨張機１３に吸入される。尚、熱媒体通路２１を流通する熱媒体とはエンジン２０の排気ガスや冷却水等であり、排気ガスを熱媒体とする場合、エンジン２０の排気管が熱媒体通路２１となる。一方、エンジン２０の冷却水を熱媒体とする場合、エンジン２０の冷却水通路が熱媒体通路２１となる。
【００１４】
膨張機１３は、ボイラ１２で蒸気化した冷媒の膨張エネルギーを動力として回収し、駆動軸１３ｂを回転させるものである。また、膨張機１３は、その内部に吸入される冷媒の量を調整する吸入容量変更部１３ａを有する、いわゆる可変容量型の膨張機となっている。吸入容量変更部１３ａは、車両の制御装置であるＥＣＵ２５に電気的に接続されており、ＥＣＵ２５から出力される指令信号に基づいて、吸入容量変更部１３ａが膨張機１３への冷媒の吸入容量を変更するようになっている。また、コンデンサ１４は、膨張機１３が膨張させた冷媒を冷却して凝縮させるものであり、コンデンサ１４で凝縮された冷媒がポンプ機構部１１に吸引され、ランキンサイクル装置１０内を再び循環する。
【００１５】
膨張機１３の駆動軸１３ｂには、ポンプ機構部１１のポンプ１１ａ及びポンプ１１ｂが連結されるとともに、プーリ２２が端部に一体として固定されている。また、エンジン２０のクランクシャフト２０ａにはプーリ２３が一体として回転可能に固定されており、プーリ２２とプーリ２３とにベルト２４が巻き掛けられている。すなわち、車両用排熱回収装置１は、膨張機１３、ポンプ１１ａ、ポンプ１１ｂ、エンジン２０を、駆動軸１３ｂ、プーリ２２、プーリ２３及びベルト２４を介して動力伝達可能に連結したものである。
【００１６】
ここで、ポンプ機構部１１の構成について詳細に説明する。
ポンプ機構部１１は、ポンプ１１ａが設けられた並列通路１６ａとポンプ１１ｂが設けられた並列通路１６ｂとを有しており、これらの並列通路１６ａ及び並列通路１６ｂが、コンデンサ１４の下流側とボイラ１２の上流側とを並列に接続している。また、一方の並列通路１６ｂにおいて、ポンプ１１ｂの下流側に位置する部位には、第一弁手段である電磁式の開閉弁１７が設けられている。さらに、並列通路１６ｂには、ポンプ１１ａの上流側に位置する部位と、ポンプ１１ｂの下流側且つ開閉弁１７の上流側に位置する部位とを接続するバイパス通路１８が設けられており、バイパス通路１８の途中には、第二弁手段である電磁式の開閉弁１９が設けられている。
【００１７】
開閉弁１７及び開閉弁１９はＥＣＵ２５に電気的に接続されており、ＥＣＵ２５から出力される開弁指令及び閉弁指令に基づいて、開閉弁１７による並列通路１６ｂの開閉と、開閉弁１９によるバイパス通路１８の開閉とが行われる。つまり、ポンプ機構部１１は、開閉弁１７の開閉を切り替えることにより、ポンプ１１ａのみによって冷媒を圧送した場合の流量と、ポンプ１１ａ及びポンプ１１ｂによって冷媒を圧送した場合の流量との二段階の制御が可能となっている。また、並列通路１６ｂの開閉弁１７を閉弁している状態においてバイパス通路１８の開閉弁１９を開弁させた場合、コンデンサ１４から並列通路１６ｂに流入した冷媒は、並列通路１６ｂとバイパス通路１７との間を還流する。したがって、ポンプ１１ｂの上流側と下流側との差圧がなくなるため、ポンプ１１ｂが冷媒を昇圧するために動力を消費することがないようになっている。ここで、ポンプ機構部１１は、車両用排熱回収装置１における流量調整部を構成する。
【００１８】
冷媒通路１５において、ボイラ１２と膨張機１３との間には、これらの間を流通する冷媒の温度を測定する温度センサ２６が設けられている。温度センサ２６はＥＣＵ２５に電気的に接続されており、温度センサ２６によって検知された冷媒の温度がＥＣＵ２５に出力されるようになっている。尚、ＥＣＵ２５は、温度センサ２６によって検知された温度が予め設定された所定の閾値を超えると、まず、膨張機１３の吸入容量変更部１３ａに対し、膨張機１３の吸入容量を増加させる指令信号を出力し、次いで、開閉弁１７への開弁指令及び開閉弁１９への閉弁指令を出力するように予めプログラムされている。一方、温度センサ２６によって検知された温度が閾値以下になると、ＥＣＵ２５は、膨張機１３の吸入容量を減少させる指令信号を吸入容量変更部１３ａに出力するとともに、開閉弁１７への閉弁指令及び開閉弁１９への開弁指令を出力する。
【００１９】
次に、この発明の実施の形態１に係る車両用排熱回収装置１の動作について説明する。
図１に示すように、エンジン２０の運転が開始されると、エンジン２０の動力がクランクシャフト２０ａ、プーリ２３、ベルト２４及びプーリ２２を順次介して駆動軸１３ｂに伝達され、ポンプ１１ａ及びポンプ１１ｂが駆動される。ここで、ＥＣＵ２５は、温度センサ２６が検知した冷媒の温度が所定の閾値以下である通常時において、ポンプ１１ｂ側の並列通路１６ｂにある開閉弁１７を閉弁させているため、ポンプ機構部１１からボイラ１２に圧送される冷媒は、ポンプ１１ａが吐出した分のみである。ポンプ１１ａから吐出された液体の冷媒はボイラ１２に圧送され、熱媒体通路２１を流通する熱媒体と熱交換されて加熱されることにより蒸気化して膨張機１３に吸入される。エンジン２０の運転状態が定常状態となり、膨張機１３がエンジン２０の駆動を補助可能な動力を取り出せるようになると、膨張機１３は、吸入した冷媒の膨張エネルギーを動力として取り出して駆動軸１３ｂを回転させ、ポンプ１１ａ及びポンプ１１ｂを駆動するとともに、エンジン２０の駆動を補助する。
【００２０】
ここで、ポンプ１１ｂ側の並列通路１６ｂにある開閉弁１７が閉弁されているとき、バイパス通路１８の開閉弁１９は開弁されている。つまり、ポンプ１１ｂが下流側に吐出する冷媒は、バイパス通路１８を通って再びポンプ１１ｂの上流側に還流するため、ポンプ１１ｂの上流側と下流側との差圧がない状態となる。したがって、膨張機１３が熱媒体から回収した動力は、ポンプ１１ｂが冷媒を昇圧するために用いられることがなく、効率よくエンジン２０の排熱を利用することが可能となっている。また、膨張機１３で膨張された冷媒は、コンデンサ１４で冷却されることによって凝縮されてからポンプ機構部１１に吸引され、ランキンサイクル装置１０内を再び循環する。
【００２１】
以上のように動作する車両用排熱回収装置１において、例えばボイラ１２による熱媒体と冷媒との熱交換量が過大となった場合、ボイラ１２を通過して膨張機１３に流入する冷媒の温度が、冷媒の特性が維持される温度の上限値である耐熱温度を超えてしまう場合がある。ＥＣＵ２５は、温度センサ２６が検知した温度が閾値を超えた場合、冷媒の温度が耐熱温度を超えてしまう恐れがあると判断し、膨張機１３の吸入容量を増加させるための指令信号を吸入容量変更部１３ａに出力する。膨張機１３の吸入容量が増加すると、すなわち、ボイラ１２から膨張機１３及びコンデンサ１４に向かって流通する冷媒の流量が増加すると、それに伴ってボイラ１２を通過した後の冷媒の温度が低下するため、冷媒の温度が耐熱温度以上となることが防止される。
【００２２】
ここで、膨張機１３の吸入容量を増加させた場合、それに伴ってボイラ１２から膨張機１３に向かって流通する冷媒の圧力も低くなる。つまり、ボイラ１２を通過した後の冷媒の流量を増加させる場合、その増加分に合わせてポンプ機構部１１による冷媒の吐出量も増加させることが必要となる。ＥＣＵ２５は、温度センサ２６が検知した温度に基づいて膨張機１３の吸入容量を増加させると、次いで、並列通路１６ｂに設けられた開閉弁１７に開弁指令を出力するとともに、バイパス通路１８に設けられた開閉弁１９に閉弁指令を出力する。開閉弁１７が開弁し、且つ開閉弁１９が閉弁することにより、ポンプ１１ｂの上流側と下流側とには差圧が生じるようになるため、ポンプ１１ｂによる冷媒の吐出が開始される。つまり、開閉弁１７を開弁し、且つ開閉弁１９を閉弁させることにより、ポンプ機構部１１は、ポンプ１１ａ及びポンプ１１ｂの両方が吐出した冷媒をボイラ１２に圧送するようになる。したがって、膨張機１３の吸入容量の増加分に応じた量の冷媒がボイラ１２に供給される。
【００２３】
以上に述べたように、ポンプ１１ａが設けられた並列通路１６ａとポンプ１１ｂが設けられた並列通路１６ｂのうち、並列通路１６ｂに開閉弁１７を設けたので、この開閉弁１７の開閉を切り換えることにより、ポンプ機構部１１からボイラ１２に供給される冷媒の量を二段階に切り替えることが可能となる。つまり、構成が簡単な固定容量型のポンプ１１ａ及びポンプ１１ｂを用いて、ボイラ１２への冷媒の供給量を調節することが可能となる。また、開閉弁１７が閉じられている状態において、バイパス通路１８の開閉弁１９は開弁しているため、ポンプ１１ｂの上流側と下流側との差圧がなくなる。すなわち、ポンプ１１ｂは膨張機１３に駆動されているが冷媒の昇圧は行っていない状態であるため、膨張機１３が回収した動力が無駄に消費されることもない。したがって、車両用排熱回収装置１において、簡単な構成で排熱の利用効率を向上することが可能となる。
【００２４】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る車両用排熱回収装置２について説明する。尚、以下に説明する実施の形態において、図１に示される符号と同一の符号は同一または同様の構成要素であるため、その詳細な説明は省略する。
図２に示すように、車両用排熱回収装置２は、ポンプ機構部３１、ボイラ１２、膨張機１３及びコンデンサ１４から構成されるランキンサイクル装置３０を備えている。流量調整部であるポンプ機構部３１は、実施の形態１におけるポンプ機構部１１と同様に、並列通路１６ａに設けられたポンプ１１ａと並列通路１６ｂに設けられたポンプ１１ｂとを有しており、一方の並列通路１６ｂには、開閉弁１９が設けられたバイパス通路１８が接続されている。
【００２５】
並列通路１６ｂにおいて、ポンプ１１ｂの下流側に位置する部位には、実施の形態１における第一弁手段であった開閉弁１７の代わりに、逆止弁３７が設けられている。逆止弁３７は、その上流側と下流側との差圧に応じて自動的に開閉するものであり、逆止弁３７の上流側の圧力が下流側の圧力より高くなると、開弁して冷媒の流通を許容する。一方、逆止弁３７の上流側の圧力が下流側の圧力以下である場合、逆止弁３７は閉弁して冷媒の流通を遮断する。その他の構成については実施の形態１と同様である。
【００２６】
以上のように構成される車両用排熱回収装置２において、膨張機１３が通常時の吸入容量で作動している場合、つまり温度センサ２６に検知された温度が閾値以下である場合、バイパス通路１８の開閉弁１９は開弁している。したがって、ポンプ１１ｂの上流側と下流側との差圧がないため、逆止弁３７は閉弁してボイラ１２への冷媒の流通を遮断した状態となっている。また、ポンプ１１ｂは駆動軸１３ｂに駆動されているが、空転して冷媒を昇圧しない状態となっている。
【００２７】
一方、温度センサ２６が検知した温度が閾値を超えると、ＥＣＵ２５は膨張機１３の吸入容量を増加させるとともに、開閉弁１９に閉弁指令を出力する。開閉弁１９が閉弁すると、ポンプ１１ｂの上流側と下流側とに差圧が生じるようになるため、ポンプ１１ｂによる冷媒の昇圧が開始され、ポンプ１１ｂと逆止弁３７との間の冷媒の圧力が上昇する。ポンプ１１ｂと逆止弁３７との間の冷媒の圧力が、逆止弁３７の下流側の圧力、すなわち並列通路１６ａ側のポンプ１１ａが昇圧した冷媒の圧力を超えると、逆止弁３７が開弁し、ポンプ１１ｂによる冷媒の吐出が開始される。ポンプ１１ａ及びポンプ１１ｂによる冷媒の吐出が行われることにより、膨張機１３の吸入容量が増加した分に応じた量の冷媒がボイラ１２に供給される。
【００２８】
このように、流量調整部であるポンプ機構部３１において、逆止弁３７を第一弁手段として用いるように構成しても、実施の形態１と同様に、簡単な構成で排熱の利用効率を向上できるという効果を得ることができる。また、逆止弁３７は、その前後差圧に応じて自動的に開閉するため、車両用排熱回収装置２の構成、及びＥＣＵ２５による制御を、より簡単にすることも可能となる。
【００２９】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る車両用排熱回収装置３について説明する。
図３に示すように、車両用排熱回収装置３は、流量調整部であるポンプ機構部４１、ボイラ１２、膨張機１３及びコンデンサ１４から構成されるランキンサイクル装置４０を備えている。ポンプ機構部４１において、並列通路１６ａに設けられたポンプ１１ａの下流側には、第一弁手段である逆止弁４７ａが設けられている。また、並列通路１６ａにおいて、ポンプ１１ａの上流側に位置する部位と、ポンプ１１ａの下流側且つ逆止弁４７ａの上流側とに位置する部位とを、第二弁手段である開閉弁１９ａが設けられたバイパス通路１８ａが接続している。同様に、並列通路１６ｂに設けられたポンプ１１ｂの下流側には第一弁手段である逆止弁４７ｂが設けられている。また、並列通路１６ｂにおいて、ポンプ１１ｂの上流側に位置する部位と、ポンプ１１ｂの下流側且つ逆止弁４７ｂの上流側とに位置する部位とを、第二弁手段である開閉弁１９ｂが設けられたバイパス通路１８ｂが接続している。
【００３０】
つまり、実施の形態１、２では一方の並列通路１６ｂ側のみに第一弁手段（開閉弁１７、逆止弁３７）、バイパス通路１８及び第二弁手段（開閉弁１９）を設けていたのに対し、本実施の形態３に係る車両用排熱回収装置３は、両方の並列通路１６ａ、１６ｂに第一弁手段、バイパス通路及び第二弁手段を設けたものとなっている。開閉弁１９ａ及び開閉弁１９ｂはＥＣＵ２５に電気的に接続されており、ＥＣＵ２５から出力される指令信号に基づいて並列通路１６ａ及び並列通路１６ｂの開閉が行われる。また、逆止弁４７ａ及び逆止弁４７ｂは、実施の形態２における逆止弁３７と同様の構成を有するものである。さらに、本実施の形態３では、ポンプ１１ａの吐出容量とポンプ１１ｂの吐出容量とが互いに異なっており、ポンプ１１ａの吐出容量がポンプ１１ｂの吐出容量より小さくなっている。
【００３１】
ＥＣＵ２５には、温度センサ２６が検知した温度に対し、第一の閾値と、第一の閾値より高い第二の閾値とが予め設定されている。ＥＣＵ２５は、温度センサ２６によって検知された温度が第一の閾値より低い通常の温度である場合、ポンプ１１ａ側の開閉弁１９ａを閉弁させるとともに、ポンプ１１ｂ側の開閉弁１９ｂを開弁させる。また、温度センサによって検知された温度が第一の閾値以上且つ第二の閾値以下となると、ＥＣＵ２５は、ポンプ１１ａ側の開閉弁１９ａを開弁させるとともに、ポンプ１１ｂ側の開閉弁１９ｂを閉弁させる。さらに、温度センサによって検知された温度が第二の閾値以上になると、ＥＣＵ２５は、ポンプ１１ａ側の開閉弁１９ａ及びポンプ１１ｂ側の開閉弁１９ｂを共に閉弁させる。つまり、本実施の形態３では、ポンプ機構部４１による冷媒の圧送量を三段階に切り替え可能となっている。その他の構成については、実施の形態１と同様である。
【００３２】
以上のように構成される車両用排熱回収装置３において、膨張機１３が通常時の吸入容量で作動している場合、つまり温度センサ２６に検知された温度が第一の閾値以下である場合、ポンプ１１ａ側の開閉弁１９ａは閉弁しているため、ポンプ１１ａの上流側と下流側とに差圧が生じる。つまり、ポンプ１１ａの下流側の圧力が逆止弁４７ａの下流側の圧力を上回ると逆止弁４７ａが開弁し、ポンプ１１ａによるボイラ１２への冷媒の圧送が開始される。一方、ポンプ１１ｂ側の開閉弁１９ｂは開弁しているため、ポンプ１１ｂによる冷媒の昇圧が行われることはない。このとき、ポンプ１１ａの吐出容量はポンプ１１ｂの吐出容量より小さいため、ポンプ機構部４１からボイラ１２への冷媒の圧送量は最小の状態となっている。
【００３３】
ボイラ１２による熱媒体と冷媒との熱交換量が大きくなり、温度センサ２６に検知された冷媒の温度が第一の閾値以上且つ第二の閾値以下となった場合、膨張機１３の吸入容量が増加される。また、開閉弁１９ａが開弁されてポンプ１１ａによる冷媒の吐出が停止されるとともに、開閉弁１９ｂが閉弁されてポンプ１１ｂによる冷媒の吐出が開始される。ポンプ１１ｂの吐出容量はポンプ１１ａの吐出容量より大きいため、膨張機１３の吸入容量の増加分に応じた量の冷媒を、ボイラ１２に供給される。ボイラ１２での熱交換量がさらに大きくなり、温度センサ２６に検知された冷媒の温度が第二の閾値以上になると、ＥＣＵ２５は膨張機１３の吸入容量を増加させる。また、ＥＣＵ２５は、開閉弁１９ａ及び開閉弁１９ｂを共に閉弁させる。開閉弁１９ａ及び開閉弁１９ｂが共に閉弁することにより、ポンプ１１ａ及びポンプ１１ｂが冷媒の吐出を開始するため、ポンプ機構部４１による冷媒の圧送量が最大となり、膨張機１３の吸入容量の増加分に応じた量の冷媒がボイラ１２に供給される。
【００３４】
このように、並列通路１６ａ及び並列通路１６ｂの両方に逆止弁４７ａ及び逆止弁４７ｂと、バイパス通路１８ａ及びバイパス通路１８ｂと、開閉弁１９ａ及び開閉弁１９ｂとを設け、ポンプ１１ａの吐出容量とポンプ１１ｂの吐出容量とを互いに異なるものした場合、ポンプ機構部４１による冷媒の圧送量を三段階で切り替えられるため、膨張機１３の吸入容量に応じた冷媒の圧送量の制御をより細かく行うことが可能となる。
【００３５】
実施の形態１〜３において、膨張機の吸入容量の変更と、第一弁手段及び第二弁手段の開閉とがボイラ通過後の作動流体の温度に基づいて制御されるように構成されたが、作動流体の温度に基づく制御に限定するものではない。本発明は、例えば、ランキンサイクルの熱媒体をエンジンの冷却水とした場合の冷却水温度等、作動流体の温度以外に基づいて流量調整部の制御を行うことも可能である。
【００３６】
実施の形態１〜３において、膨張機が吸入容量変更部を有するように構成したが、この構成に限定するものではなく、ボイラからコンデンサまでの作動流体の流量を変更することができれば他の構成とすることも可能である。例えば、ボイラの下流側且つ膨張機の上流側と、膨張機の下流側且つコンデンサの上流側とをバイパス通路で接続し、このバイパス通路に開閉弁等を設けるような構成とすることも可能であり、この場合、吸入容量変更部を備えていない固定容量型の膨張機を用いることもできる。
【００３７】
実施の形態１〜３において、ランキンサイクルの流量調整部は一対の並列通路及びポンプを備えるように構成されたが、並列通路及びポンプの数を限定するものではない。これらの数、並びに第一弁手段、バイパス通路及び第二弁手段の数を三つ以上とした場合、流量調整部による作動流体の圧送量制御をより細かく行えるようになるため、所望に応じて適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１，２，３  車両用排熱回収装置、１０，３０，４０  ランキンサイクル、１１，３１，４１  ポンプ機構部（流量調整部）、１１ａ，１１ｂ  ポンプ、１２  ボイラ、１３  膨張機、１３ａ  吸入容量変更部、１４  コンデンサ、１６ａ，１６ｂ  並列通路、１７  開閉弁（第一弁手段）、１８，１８ａ，１８ｂ  バイパス通路、１９，１９ａ，１９ｂ  開閉弁（第二弁手段）、３７，４７ａ，４７ｂ  逆止弁（第一弁手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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