(57)【要約】【課題】排気ガスの熱量を効率よく利用する。【解決手段】熱源部材２２を加熱するように構成された床暖房装置２０であって、排気ガス管１００には、ランキンサイクル装置５０で利用する熱量を、排気ガスＧとの熱交換で回収する排熱回収器３０が設けられており、排気ガス管１００では、熱源部材２２が、排気ガスＧの通流方向における排熱回収器３０よりも下流側の領域Ｓに配管された排気ガス管１０１を通流する排気ガスＧと熱交換可能に設けられている構成とした。【選択図】図１
2017193969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガス管を通流する排気ガスの熱量を利用して、熱源を加熱するように構成された暖房装置であって、
前記排気ガス管には、廃熱利用機器で利用する熱量を、前記排気ガスとの熱交換で回収する排熱回収器が設けられており、
前記排気ガス管では、前記熱源が、前記排気ガスの通流方向における前記排熱回収器よりも下流側の領域と熱交換可能に設けられていることを特徴とする暖房装置。
【請求項２】
前記排気ガス管には、前記熱源が熱交換可能に設けられた領域をバイパスするバイパス管が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の暖房装置。
【請求項３】
前記排気ガス管における前記排熱回収器よりも下流側の領域と、前記熱源とに跨って設けられた循環路と、
前記前記循環路内の伝熱媒体を、前記循環路に沿って移動させるポンプと、を有し、
前記排気ガスで加熱した前記伝熱媒体を介して、前記熱源を加熱するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の暖房装置。
【請求項４】
前記排気ガス管における前記排熱回収器よりも下流側の領域と、前記熱源とに跨って設けられたヒートパイプを用いて、前記熱源を加熱するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の暖房装置。
【請求項５】
前記ヒートパイプは、
前記排気ガス管における前記排熱回収器よりも下流側の領域と、前記熱源とに跨って設けられた筒状管に、前記伝熱媒体を封入したものであることを特徴とする請求項４に記載の暖房装置。
【請求項６】
前記ヒートパイプは、
前記排気ガス管における前記排熱回収器よりも下流側の領域と、前記熱源とに跨って設けられたループ状の筒状管に、前記伝熱媒体を封入したものであることを特徴とする請求項４に記載の暖房装置。
【請求項７】
前記ヒートパイプのドライアウト温度は、加熱される前記熱源の上限温度に基づいて設定されていることを特徴とする請求項４から請求項６の何れか一項に記載の暖房装置。
【請求項８】
前記排気ガス管における前記熱源が熱交換可能に設けられた領域と前記熱源とが直接接触していることを特徴とする請求項２に記載の暖房装置。
【請求項９】
前記熱源は、車室内の床面に設置されていることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか一項に記載の暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、排熱回収器での排気ガスとの熱交換により伝熱媒体を加熱し、加熱された伝熱媒体との熱交換により、ランキンサイクル装置を循環する熱媒体を加熱するように構成されたランキンサイクル装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０９５５９１号公報
【０００４】
図５に示すように、特許文献１に開示されたランキンサイクル装置９００では、循環路９５０を通流する伝熱媒体Ｂが、排気ガス管９１０に設けた排熱回収器９２０での排気ガスＧとの熱交換により加熱されるようになっている。
この加熱された伝熱媒体Ｂは、循環路９５０に設けた熱交換器９４０において、ランキンサイクル装置９００側の冷媒流路９０１を循環する伝熱媒体Ｃとの熱交換に利用されて、ランキンサイクル装置９００側の伝熱媒体Ｃが、伝熱媒体Ｂに回収した排気ガスＧの熱量で、加熱されて気化するようになっている。
【０００５】
さらに、循環路９５０を通流する伝熱媒体Ｂは、車両９７０の床面に配設された床暖房装置９３０の熱源９３１の加熱にも利用されるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のものでは、循環路９５０を通流する伝熱媒体Ｂの上限温度は、ランキンサイクル装置９００の駆動に必要な温度（伝熱媒体Ｃの沸点）に応じて決まるので、駆動に必要な温度が低い場合には、伝熱媒体Ｂの上限温度も低くなる。
そうすると、排熱回収器９２０において、伝熱媒体Ｂに回収される排気ガスＧの熱量が少なくなり、伝熱媒体Ｂに回収されなかった排気ガスＧの熱量の多くが、伝熱媒体Ｂとの熱交換に利用されずに捨てられてしまうこととなる。
【０００７】
また、ランキンサイクル装置９００の駆動に必要な温度が低い場合には、床暖房装置９３０の熱源９３１の加熱に利用される伝熱媒体Ｂの熱量が少なくなるので、熱源９３１の加熱が十分にできなくなる可能性がある。
【０００８】
このように、複数の廃熱利用機器（ランキンサイクル装置９００、床暖房装置９３０）を、共通の排熱回収器９２０で回収した熱量（廃熱）で駆動する場合には、利用温度が低い方の廃熱利用機器に合わせて、回収される熱量が決定されるので、排気ガスＧの熱量を利用できる余地があるにもかかわらず、利用されずに捨てられる排気ガスがあった。
【０００９】
そのため、排気ガスの熱量を効率よく利用することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、排気ガス管を通流する排気ガスの熱量を利用して、熱源を加熱するように構成された暖房装置であって、
排気ガス管には、廃熱利用機器で利用する熱量を、排気ガスとの熱交換で回収する排熱回収器が設けられており、
排気ガス管では、熱源が、排気ガスの通流方向における前記排熱回収器よりも下流側の領域と熱交換可能に設けられている構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、暖房装置の熱源は、排熱回収器で回収された伝熱媒体の熱量ではなく、排気ガス管を通流する排気ガスとの熱交換により加熱されるので、廃熱利用機器で利用する熱量に関係なく、熱源の加熱に必要な熱量であって、排熱回収器で回収される伝熱媒体の熱量よりも多くの熱量を確保できる。
これにより、排気ガス管を通流する排気ガスから回収する熱量の総量を増やすことができるので、排気ガスの熱量を効率よく利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態にかかる廃熱利用システムを説明するブロック図である。
【図２】実施の形態にかかる床暖房装置周りを模式的に示した図である。
【図３】第２の実施の形態にかかる床暖房装置を説明する模式図である。
【図４】第３の実施の形態にかかる床暖房装置を説明する模式図である。
【図５】従来例にかかるランキンサイクル装置を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の暖房装置を、車両２のエンジン１０（内燃機関）から排出された排気ガスの排熱（熱量）を利用して、車両２の床面に配設された熱源（熱源部材２２）を加熱するように構成された床暖房装置に適用した場合を例に挙げて説明する。
この床暖房装置は、車両に搭載された廃熱利用システムの一部を構成し、廃熱利用システムは、車両の内燃機関から排出された排気ガスの熱量を利用して、車両に搭載された廃熱利用機器を駆動すると共に、廃熱利用機器の駆動に利用しなかった排気ガスの熱量を利用して床暖房装置の熱源を加熱することで、廃熱利用システムで利用される排気ガスの熱量の総量を増やして、排気ガスの熱量を効率よく利用できるものである。
【００１４】
［第１の実施形態］
初めに、実施の形態にかかる床暖房装置２０を廃熱利用機器として含む廃熱利用システム１を説明する。
図１は、廃熱利用システム１を説明するブロック図である。
以下の説明では、エンジン１０（内燃機関）から排出された排気ガスＧの通流方向を基準として、エンジン１０側を上流側、マフラ９０側を下流側として説明する。
【００１５】
図１に示すように、車両２のエンジン１０の排気ガス管１００には、排気ガスＧの排熱（熱量）を回収する排熱回収器３０が設けられている。
廃熱利用システム１は、排熱回収器３０で回収した排熱を利用するランキンサイクル装置５０（廃熱利用機器）と、排気ガス管１００の排熱回収器３０よりも下流側で回収した排熱を利用する床暖房装置２０と、を有している。
【００１６】
排熱回収器３０では、排気ガス管１００と、伝熱媒体Ｂが通流する循環路１１０とが、熱交換可能に設けられており、循環路１１０を通流する伝熱媒体Ｂが、排気ガス管１００を通流する排気ガスＧとの熱交換により、加熱されるようになっている。
循環路１１０には、排熱回収器３０の他に、ポンプ４０と熱交換器５１とが設けられており、ポンプ４０を駆動させると、伝熱媒体Ｂが循環路１１０内を循環するようになっている。
そのため、ポンプ４０を駆動させると、排熱回収器３０での熱交換により加熱された伝熱媒体Ｂが、熱交換器５１に供給されて、熱交換器５１での熱交換に利用されるようになっており、伝熱媒体Ｂは、熱交換器５１での熱交換により冷却されたのち、排熱回収器３０まで戻されるようになっている。
【００１７】
熱交換器５１では、循環路１１０と、ランキンサイクル装置５０側の循環路１２０とが熱交換可能に設けられており、循環路１２０を循環する伝熱媒体Ｃが、循環路１１０を通流する伝熱媒体Ｂとの熱交換により、加熱されるようになっている。
【００１８】
［ランキンサイクル装置］
ランキンサイクル装置５０は、伝熱媒体Ｃを、熱交換器５１での熱交換により加熱、気化させたのち、発電機５２のタービン（図示せず）を、気化させた伝熱媒体Ｃで回転させることで発電するようになっている。
【００１９】
ランキンサイクル装置５０の循環路１２０には、熱交換器５１と発電機５２の他に、放熱器５３と、流体ポンプ５４とが設けられている。
放熱器５３では、発電機５２で利用された後の気体状態の伝熱媒体Ｃが、当該放熱器５３を通過する空気との熱交換により冷却されて、気体状態から液体状態に戻されるようになっている。
そして、流体ポンプ５４が駆動されると、気体状態から液体状態に戻された伝熱媒体Ｃは、熱交換器５１に供給されて、当該熱交換器５１での熱交換により再び加熱されて、気化するようになっている。
【００２０】
［床暖房装置２０］
排気ガス管１００における排熱回収器３０の下流側には、排気ガスＧから回収した熱量を利用する床暖房装置２０が設けられている。
図２は、床暖房装置２０周りを模式的に示した図である。
なお、図２では、床暖房装置２０の熱源部材２２の形状を判りやすくするために、熱源部材２２にハッチングを付して示している。
【００２１】
図２に示すように、排気ガスＧが通流する排気ガス管１００は、排熱回収器３０の下流側で二つに分岐したのちに再び合流しており、この分岐している領域の一方の排気ガス管１０１には、床暖房装置２０の熱源部材２２が熱交換可能に設けられている。
【００２２】
熱源部材２２は、車室内の床面ＦＬに沿って設置された熱源であり、循環路２１を通流する伝熱媒体Ｍ（例えば水）を介して、排気ガス管１００側と熱交換可能に設けられている。
【００２３】
循環路２１は、排気ガス管１０１に沿って配置された加熱部２１１と、熱源部材２２に熱を伝える伝熱部２１２と、加熱部２１１と伝熱部２１２の端部同士を接続して、環状の循環路を形成する接続部２１３、２１４と、から構成されており、接続部２１４には、流体ポンプ２４が設けられている。
【００２４】
加熱部２１１は、排気ガス管１０１に外挿されており、この加熱部２１１が外挿された領域が、排気ガス管１０１における熱交換領域Ｓとなっている。
伝熱媒体Ｍは、この加熱部２１１を、排気ガス管１０１での排気ガスＧの通流方向における下流側から上流側に向けて通流するようになっており、伝熱媒体Ｍは、この加熱部２１１を通流する際に、排気ガス管１０１を通流する排気ガスＧとの熱交換により、加熱されるようになっている。
【００２５】
伝熱部２１２は、熱源部材２２を長手方向に貫通して設けられており、伝熱媒体Ｍは、この伝熱部を通流する際に、伝熱部２１２を囲む熱源部材２２に熱を伝えて冷却されるようになっている。
ここで、熱源部材２２は、熱伝導率の高い金属材料、例えば、銅やアルミニウム合金などにより形成されており、伝熱部２１２から伝熱された熱量が、速やかに熱源部材２２の全体に伝わって、熱源部材２２の全体が加温されるようになっている。
【００２６】
接続部２１４において流体ポンプ２４は、当該流体ポンプ２４を挟んだ一方側から吸引した伝熱媒体Ｍを、他方側から吐出するものであり、流体ポンプ２４が駆動されると、伝熱媒体Ｍが循環路２１内を循環するようになっている（図２の一点鎖線で示す矢印参照）。
実施の形態では、流体ポンプ２４から吐出された伝熱媒体Ｍが、前記した加熱部２１１内を、排気ガス管１０１での排気ガスＧの通流方向における下流側から上流側に向けて通流するように構成されている。
そのため、加熱部２１１から、接続部２１３を通って伝熱部２１２に供給される伝熱媒体Ｍが、最も高温になるようにされている。
【００２７】
排熱回収器３０の下流側で二つに分岐した排気ガス管１０１、１０２のうちの他方の排気ガス管１０２は、一方の排気ガス管１０１における前記した熱交換領域Ｓを迂回（バイパス）して設けられており、この排気ガス管１０２の排熱回収器３０側には、流量調整バルブＶが設けられている。
【００２８】
実施の形態では、この流量調整バルブＶにより、排気ガス管１０１と排気ガス管１０２を通流する排気ガスＧの流量を調整しており、加熱部２１１で加熱された伝熱媒体Ｍの温度Ｔが、予め設定された上限温度Ｔａ以下となるように、排気ガス管１０１側を通流する排気ガスの流量が制御されるようになっている。
【００２９】
また、熱源部材２２を加熱する必要がない場合や、熱源部材２２の温度が予め設定された温度に到達した場合のように、熱源部材２２を加熱する必要が無いには、流量調整バルブＶにより、排気ガス管１０１の熱交換領域Ｓを迂回する排気ガス管１０２側を、排気ガスＧが通流するようにすることで、熱源部材２２の加熱を停止できるようになっている。
【００３０】
このような構成の床暖房装置２０では、排熱回収器３０で回収した排気ガスの排熱（熱量）を、他の廃熱利用機器（ランキンサイクル装置５０）を共用する場合に比べて、熱源部材２２の加熱に必要な熱量を適切に取り出して、熱源部材２２を加熱できるので、床暖房装置２０での排熱の利用の自由度が向上することになる。
【００３１】
以上の通り、実施の形態では、
（１）排気ガス管１００を通流する排気ガスＧの熱量（排熱）を利用して、熱源部材２２（熱源）を加熱するように構成された床暖房装置２０（暖房装置）であって、
排気ガス管１００には、ランキンサイクル装置５０（廃熱利用機器）で利用する熱量を、排気ガスＧとの熱交換で回収する排熱回収器３０が設けられており、
排気ガス管１００では、床暖房装置２０の熱源である熱源部材２２が、排気ガスＧの通流方向における排熱回収器３０よりも下流側の熱交換領域Ｓを通流する排気ガスＧと熱交換可能に設けられている構成とした。
【００３２】
このように構成すると、床暖房装置２０の熱源部材２２は、排熱回収器３０で加熱された伝熱媒体Ｂとの熱交換ではなく、排熱回収器３０よりも下流側の熱交換領域Ｓを通流する排気ガスＧとの熱交換により加熱されるので、ランキンサイクル装置５０で利用する熱量に関係なく、加熱に必要な熱量で熱源部材２２を加熱できる。
また、排熱回収器３０で回収される排熱（熱量）よりも多くの熱量を利用して、熱源部材２２を加熱できるので、排熱回収器３０で回収した排気ガスの排熱（熱量）を、他の廃熱利用機器（ランキンサイクル装置５０）を共用する場合に比べて、熱源部材２２の加熱に必要な熱量を適切に取り出して、熱源部材２２を適切に加熱できる。
また、他の廃熱利用機器（ランキンサイクル装置５０）での利用に必要な熱量に関係なく、必要な熱量を回収することができるので、排気ガスＧとして排気される熱量をより多く回収して利用することができる。
これにより、排気ガス管１００を通流する排気ガスＧから回収する熱量の総量を増やすことができるので、排気ガスＧの熱量を効率よく利用できる。
【００３３】
また、廃熱利用システム１では、ランキンサイクル装置５０の駆動に必要な熱量（伝熱媒体Ｂに回収した排気ガスＧの熱量）を確保した後で、床暖房装置２０で利用する排気ガスＧの熱量を回収するようにしたので、床暖房装置２０が、ランキンサイクル装置５０の駆動に影響を及ぼすことがない。
さらに、排熱回収器３０で回収した排気ガスＧの排熱（熱量）を、エンジン１０の冷却水の加熱にも利用している場合には、排熱回収器３０で回収した排熱（熱量）が、ランキンサイクル装置５０の駆動以外に利用されないので、車両２のエンジン１０の冷却水を暖める熱量が少なくなることがない。よって、廃熱利用システム１では、エンジン１０の冷却水の下げることなく、暖機を行うことができ、エンジン１０の高効率化を図ることもできる。
【００３４】
（２）排気ガス管１００における排熱回収器３０の下流側には、熱源部材２２（熱源）が熱交換可能に設けられた熱交換領域Ｓをバイパス（迂回）する排気ガス管１０２（バイパス管）が設けられており、排気ガス管１０２における排熱回収器３０側には、流量調整バルブＶが設けられている構成とした。
【００３５】
このように構成すると、排気ガス管１０１と排気ガス管１０２を通流する排気ガスＧの流量を、流量調整バルブＶで調整することができるので、加熱部２１１で加熱された伝熱媒体Ｍの温度Ｔが、予め設定された上限温度Ｔａ以下となるように制御することが可能になる。
また、熱源部材２２を加熱する必要がない場合や、熱源部材２２の温度が予め設定された温度に到達した場合のように、熱源部材２２を加熱する必要が無いには、流量調整バルブＶにより、排気ガス管１０１の熱交換領域Ｓを迂回する排気ガス管１０２側を、排気ガスＧが通流するようにすることで、熱源部材２２の加熱を停止できる。
【００３６】
（３）排気ガス管１００における排熱回収器３０よりも下流側の熱交換領域Ｓと、床暖房装置２０の熱源である熱源部材２２とに跨って設けられた循環路２１と、
循環路内の伝熱媒体Ｍを、循環路２１に沿って移動させる流体ポンプ２４（ポンプ）と、を有し、
排気ガスＧで加熱した伝熱媒体Ｍを介して、熱源部材２２を加熱する構成とした。
【００３７】
このように構成すると、排気ガスＧの排熱（熱量）を、循環路２１を循環する伝熱媒体Ｍを介して熱源部材２２に伝達して、熱源部材２２を適切に加温できる。
【００３８】
（４）床暖房装置２０の熱源部材２２は、車両２の車室内の床面ＦＬに沿って設置されている構成とした。
【００３９】
このように構成すると、排気ガス管１００における排熱回収器３０の下流側の熱交換領域Ｓ（排気ガス管１０１）を通流する排気ガスＧの熱量を利用して、車両２の床面ＦＬを効率よく暖めることができる。
【００４０】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施の形態にかかる床暖房装置２０Ａを説明する。
図３は、第２の実施の形態にかかる床暖房装置２０Ａを説明する図であり、（ａ）は、床暖房装置２０Ａ周りの模式図であり、（ｂ）は、床暖房装置２０Ａのヒートパイプ７０周りの拡大図である。
【００４１】
床暖房装置２０Ａでは、車室内の床面ＦＬに沿って設置された熱源である熱源部材２２が、複数のヒートパイプ７０を介して、排気ガス管１０１側と熱交換可能に設けられている。
【００４２】
排気ガス管１０１では、排気ガス管１０１の長手方向に間隔をあけて複数のヒートパイプ７０が複数設けられており、排気ガス管１０１における複数のヒートパイプ７０が設けられた領域が熱交換領域Ｓとなっている。
【００４３】
ヒートパイプ７０は、両端が封止された管状部材であり、内部に伝熱媒体Ｍが封入されている。このヒートパイプ７０は、熱伝導率の高い金属材料、例えば、銅やアルミニウム合金などで形成されている。
ヒートパイプ７０の各々は、長手方向の一端７０ａ側を、排気ガス管１０１内に位置させると共に、他端７０ｂ側を、排気ガス管１０１の長手方向に沿って配置された熱源部材２２の内部に位置させており、ヒートパイプ７０の各々は、排気ガス管１０１と熱源部材２２とに跨がって設けられている。
【００４４】
ヒートパイプ７０の各々は、排気ガス管１０１における排気ガスＧの通流方向に直交する向きで設けられており、ヒートパイプ７０の一端７０ａ側の排気ガス管１０１内に位置する領域が、排気ガスＧとの熱交換により伝熱媒体Ｍが加熱される加熱領域となっている。
【００４５】
そして、ヒートパイプ７０の各々は、一端７０ａ側の加熱領域が、鉛直方向における下側、他端７０ｂ側が上側を向くように配置されており、加熱領域内の伝熱媒体Ｍが排気ガスＧとの熱交換により加熱されて気化すると、気化した伝熱媒体Ｍが、上側に位置する他端７０ｂ側に移動するようになっている。
【００４６】
ここで、前記したようにヒートパイプ７０の他端７０ｂ側は、熱源部材２２に挿入されており、熱源部材２２に対して熱交換可能に設けられているので、気化して他端７０ｂ側に移動した伝熱媒体Ｍは、熱源部材２２との熱交換により冷却されて、液化するようになっている。
よって、ヒートパイプ７０の他端７０ｂ側の熱源部材２２に挿入された領域が、熱源部材２２との熱交換により伝熱媒体Ｍが冷却される冷却領域となっている。
【００４７】
そして、ヒートパイプ７０の他端７０ｂ側は鉛直方向における上側に位置しているので、ヒートパイプ７０の他端７０ｂ側で液化した伝熱媒体Ｍは、ヒートパイプ７０内壁に沿って、鉛直方向における下側に位置する一端７０ａ側に向けて、自重により移動するようになっている。
【００４８】
よって、ヒートパイプ７０の一端７０ａ側に戻された伝熱媒体Ｍは、加熱領域で再び加熱されて気化するようになっている。
そのため、ヒートパイプ７０では、内部に封入された伝熱媒体Ｍが、排気ガスＧとの熱交換による加熱での気化と、熱源部材２２への伝熱による冷却での液化を、交互に繰り返しながら、排気ガス管１０１側と熱源部材２２との間を交互に移動するようになっている。
そして、排気ガス管１０１側と熱源部材２２との間を交互に移動する伝熱媒体Ｍを介して、排気ガスＧから回収した熱量（排熱）を、熱源部材２２側まで運搬して、熱源部材２２を加熱するようになっている。
【００４９】
実施の形態では、気化による液体状の伝熱媒体Ｍの体積の減少分を考慮して、ヒートパイプ７０の内部には、ヒートパイプ７０における排気ガス管１０１の内部に位置する領域（加熱領域）の容積よりも僅かに多い体積の伝熱媒体Ｍが減圧封入されている。
【００５０】
また、実施の形態では、伝熱媒体Ｍが運搬する熱量で加温される熱源部材２２が、床暖房に必要な所定温度以下で保持されるようにするために、ヒートパイプ７０に封入された伝熱媒体Ｍが予め設定された所定温度以上になると、ヒートパイプ７０がドライアウト状態になって、熱源部材２２側への熱量の運搬が停止するようにされている。
そのため、予め設定された所定温度がドライアウト温度である伝熱媒体Ｍが選択されて、ヒートパイプ７０に封入されており、熱源部材２２が、床暖房に必要な所定温度以上に加熱されないようにされている。
【００５１】
なお、実施の形態では、排気ガス管１０１の熱交換領域Ｓでは、排気ガスＧの通流方向における上流側よりも下流側の方に、多くのヒートパイプ７０が設けられている。
ヒートパイプ７０との熱交換を行った排気ガスＧは、排気ガス管１０１の熱交換領域Ｓの下流側に向かうにつれて温度が低下するので、熱交換領域Ｓにおける下流側でのヒートパイプ７０の数を増やして、より多くの熱量を回収する機会を確保することで、排気ガス管１０１に沿って配置された熱源部材２２が、長手方向の全長に亘って略均等に加温されるようにしている。
【００５２】
以上の通り、第２の実施形態では、
（５）排気ガス管１００における排熱回収器３０よりも下流側の熱交換領域Ｓと、床暖房装置２０の熱源である熱源部材２２とに跨って設けられたヒートパイプ７０を用いて、熱源部材２２を加熱する構成とした。
【００５３】
このように構成すると、伝熱媒体を熱交換領域Ｓと熱源部材２２との間で移動させるための駆動源（例えば、流体ポンプ）を用いることなく、排気ガスＧの排熱を熱源部材２２に伝えて、熱源部材２２を加熱することができるので、床暖房装置２０Ａの装置構成が簡単になる。
また、床暖房装置２０Ａの装置構成が簡単になることで、床暖房装置２０Ａの製造コストの低減が期待できる。
【００５４】
（６）ヒートパイプ７０は、排気ガス管１０１における排熱回収器３０よりも下流側の下流側の熱交換領域Ｓと、床暖房装置２０の熱源である熱源部材２２とに跨って設けられた筒状管であって、両端が封止された筒状管に、伝熱媒体Ｍを封入したものであり、筒状管における排気ガス管１０１に挿入された領域が、排気ガスＧとの熱交換により伝熱媒体Ｍが加熱される加熱領域、熱源部材２２に挿入された領域が、熱源部材２２への伝熱により伝熱媒体Ｍが冷却される冷却領域である構成とした。
【００５５】
このように構成すると、加熱領域で加熱されて気化した伝熱媒体Ｍは、冷却領域で排気ガスから回収した熱量（排熱）を熱源部材２２に伝達して冷却されて液化するので、排気ガスＧから回収した熱量を、熱源部材２２に適切に伝達して床暖房を行うことができる。
【００５６】
（７）特に、ヒートパイプ７０は、一端７０ａ側の加熱領域が、鉛直方向における下側、冷却領域となる他端７０ｂ側が上側を向くように配置されている構成とした。
【００５７】
このように構成すると、加熱領域内の伝熱媒体Ｍが排気ガスＧとの熱交換により加熱されて気化すると、気化した伝熱媒体Ｍが、上側に位置する他端７０ｂ側に移動し、気化して他端７０ｂ側に移動した伝熱媒体Ｍは、熱源部材２２との熱交換により冷却されて液化する。
そして、ヒートパイプ７０の他端７０ｂ側は鉛直方向における上側に位置しているので、ヒートパイプ７０の他端７０ｂ側で液化した伝熱媒体Ｍは、ヒートパイプ７０内壁に沿って、鉛直方向における下側に位置する一端７０ａ側に向けて、自重により移動する。
【００５８】
そのため、ヒートパイプ７０では、内部に封入された伝熱媒体Ｍが、排気ガスＧとの熱交換による加熱での気化と、熱源部材２２への伝熱による冷却での液化を、交互に繰り返しながら、排気ガス管１０１側と熱源部材２２との間を交互に移動するようになっている。
これにより、排気ガス管１０１側と熱源部材２２との間を交互に移動する伝熱媒体Ｍを介して、排気ガスＧから回収した熱量（排熱）を、熱源部材２２側まで運搬して、熱源部材２２を加熱することができる。
【００５９】
（８）排気ガス管１００の熱交換領域Ｓでは、ヒートパイプ７０が複数設けられており、熱交換領域Ｓでは、排気ガスＧの通流方向における上流側よりも下流側の方に、多くのヒートパイプ７０が設けられている構成とした。
【００６０】
このように構成すると、ヒートパイプ７０との熱交換を行った排気ガスＧは、排気ガス管１０１の熱交換領域Ｓの下流側に向かうにつれて温度が低下するので、熱交換領域Ｓにおける下流側でのヒートパイプ７０の数を増やして、より多くの熱量を回収する機会を確保することで、排気ガス管１０１に沿って配置された熱源部材２２を、長手方向の全長に亘って略均等に加温することができる。
【００６１】
（９）ヒートパイプ７０のドライアウト温度は、加熱される熱源部材２２の上限温度に基づいて設定されている構成とした。
【００６２】
このように構成すると、ヒートパイプ７０に封入された伝熱媒体Ｍが予め設定された所定温度以上になると、ヒートパイプ７０がドライアウト状態になって、熱源部材２２側への熱量の運搬が停止するので、ドライアウト温度を、運搬する熱量で加温される熱源部材２２が、床暖房に必要な所定温度以下で保持することができる温度となるように設定することで、床暖房装置による床暖房の温度を、適切な温度にコントロールすることができる。
【００６３】
［第３の実施形態］
次に、第３の実施の形態にかかる床暖房装置２０Ｂを説明する。
図４は、第３の実施の形態にかかる床暖房装置２０Ｂを説明する図であり、（ａ）は、床暖房装置２０Ｂ周りの模式図であり、（ｂ）は、（ａ）における領域Ａの拡大図である。
【００６４】
床暖房装置２０Ｂでは、車室内の床面ＦＬに沿って設置された熱源部材２２（熱源）が、ループ型のヒートパイプ８０を介して、排気ガス管１０１側と熱交換可能に設けられている。
【００６５】
ヒートパイプ８０は、内部に伝熱媒体Ｍが減圧封入された循環路であり、このヒートパイプ８０もまた、前記したヒートパイプ７０と同様に、熱伝導率の高い金属材料、例えば、銅やアルミニウム合金などで形成されている。
ヒートパイプ８０における排気ガス管１０１内に位置する領域は、排気ガスＧにより伝熱媒体Ｍが加熱される加熱部８１となっており、熱源部材２２内に位置する領域は、熱源部材２２との熱交換により伝熱媒体Ｍが冷却される冷却部８２となっている。
そして、ヒートパイプ８０における加熱部８１と冷却部８２の端部同士を接続する領域が、接続路８３、８４となっている。
排気ガス管１０１では、加熱部８１が収容された領域が熱交換領域Ｓとなっている。
【００６６】
加熱部８１は、長手方向の両端が壁部８１１、８１２で封止された外筒８１０と、この外筒８１０内に挿入された内筒８１５（ウィック）と、から構成される。
内筒８１５は、外筒８１０の内周との間に所定間隔をあけて配置されており、この内筒８１５の壁部８１６で封止された先端側は、外筒８１０の一端側の壁部８１１の近傍に位置している（図４の（ｂ）参照）。
【００６７】
内筒８１５は、多孔質材料で形成された多孔質構造体であり、毛細管現象により内部に液体を保持することができる特性を有している。
外筒８１０の内側は、内筒８１５の内側の空間Ｓ２と、外側の空間Ｓ１とに区画されており、空間Ｓ２が液体状態の伝熱媒体Ｍで満たされた液室、空間Ｓ１が内筒８１５の表面から蒸発した気体状態の伝熱媒体Ｍが満たされる気室となっている。
【００６８】
また、内筒８１５の外側の空間Ｓ１には、外筒８１０の壁部８１１を貫通した接続路８４が開口しており、この外側の空間Ｓ１内の気体状態の伝熱媒体Ｍが、接続路８４を介して、冷却部８２に排出されるようになっている。
【００６９】
接続路８４を介して冷却部８２の一端側に供給された気体状態の伝熱媒体Ｍは、冷却部８２が熱源部材２２に対して熱交換可能に設けられているので、熱源部材２２との熱交換により冷却されて、液化するようになっている。
【００７０】
そして、冷却部８２の他端は、接続路８３を介して加熱部８１に接続されているので、冷却部８２での熱交換により冷却されて、液化した伝熱媒体Ｍは、接続路８３を通って、内筒８１５の内側の空間Ｓ２に供給されるようになっている。
【００７１】
伝熱媒体Ｍは、ループ型のヒートパイプ８０の内部に減圧封入されており、ヒートパイプ８０内に封入される液体状態の伝熱媒体Ｍの体積は、内筒８１５の内側の空間Ｓ２と、冷却部８２と、接続路８３、８４の合計容積よりも大きい体積に設定されている。
そのため、ループ型のヒートパイプ８０では、液体状態の伝熱媒体Ｍが、加熱部８１の空間Ｓ２内に常時存在するようになっている。
【００７２】
かかる構成のループ型のヒートパイプ８０では、ヒートパイプ８０の加熱部８１が、排気ガス管１０１内で、排気ガスＧの通流方向に沿って配置されているので、加熱部８１の外筒８１０は、排気ガス管１０１の熱交換領域Ｓを通流する高温の排気ガスＧで加熱されることになる。
【００７３】
そうすると、加熱部８１の外筒８１０と共に内筒８１５もまた加熱されるので、内筒８１５内の液体状態の伝熱媒体Ｍもまた加熱されて、多孔質構造の内筒８１５の外側の表面から気化することになる。
そうすると、外筒８１０と内筒８１５の間の空間Ｓ１が、気化した伝熱媒体Ｍで満たされることになるので、伝熱媒体Ｍの気化の進行に伴って、空間Ｓ１内の圧力が高くなる結果、空間Ｓ１よりも圧力の低い接続路８４側に、気体状態の伝熱媒体Ｍが移動することになる。
【００７４】
接続路８４に流入した気体状態の伝熱媒体Ｍは、加熱部８１側から連続的に流入する気体状態の伝熱媒体Ｍにより押されて、熱源部材２２内の冷却部８２に流入することになる。
そして、気体状態の伝熱媒体Ｍは、冷却部８２を通流する間に、熱源部材２２側に熱を伝えて冷却されて液化するので、気体状態から液体状態になった伝熱媒体Ｍが、接続路８３を通って、加熱部８１の内筒８１５の内側（空間Ｓ２）まで、最終的に到達することになる。
ここで、多孔質構造体である内筒８１５では、内部に保持していた伝熱媒体Ｍが、空間Ｓ１側の外周から気化すると、毛細管現象により、空間Ｓ２に接する内周から液体状態の伝熱媒体Ｍを吸引して、内部に取り込むようになっている。
【００７５】
よって、排気ガスＧにより加熱部８１が加熱されている間は、伝熱媒体Ｍが、加熱部８１での加熱による気化と、冷却部８２を介した熱交換による冷却での液化、を交互に繰り返しながら、ループ型のヒートパイプ８０内を循環することで、高温の排気ガスＧから回収した熱量で、床暖房装置２０Ｂの熱源である熱源部材２２を加熱できるようになっている。
【００７６】
以上の通り、第３の実施の形態では、
（１０）排気ガス管１００における排熱回収器３０よりも下流側の熱交換領域Ｓと、床暖房装置２０Ｂの熱源である熱源部材２２とに跨って設けられたループ状のヒートパイプ８０を用いて、熱源部材２２を加熱する構成とした。
【００７７】
このように構成すると、伝熱媒体Ｍを熱交換領域Ｓと熱源部材２２との間で移動させるための駆動源（例えば、流体ポンプ）を用いることなく、排気ガスＧの排熱を熱源部材２２に伝えて、熱源部材２２を加熱することができるので、床暖房装置２０Ｂの装置構成が簡単になる。
【００７８】
（１１）ヒートパイプ８０は、内部に伝熱媒体Ｍが減圧封入された循環路であり、ヒートパイプ８０における排気ガス管１０１内に位置すると共に排気ガスＧにより加熱される加熱部８１と、熱源部材２２内に位置すると共に熱源部材２２との熱交換により伝熱媒体Ｍが冷却される冷却部８２と、加熱部８１と冷却部８２の端部同士を接続する接続路８３、８４と、から環状に形成されている構成とした。
【００７９】
このように構成すると、ヒートパイプ８０を介した、排気ガスＧの熱量の熱源部材２２への伝達を確実に行うことができる。
【００８０】
（１２）特に、加熱部８１は、長手方向の両端が壁部８１１、８１２で封止された外筒８１０と、この外筒８１０内に挿入された多孔質構造体である内筒８１５（ウィック）と、から構成されており、
外筒８１０の内側は、内筒８１５の内側の空間Ｓ２と、外側の空間Ｓ１とに区画されており、空間Ｓ２が液体状態の伝熱媒体Ｍで満たされた液室、空間Ｓ１が内筒８１５の表面から蒸発した気体状態の伝熱媒体Ｍが満たされる気室となっている構成とし、伝熱媒体Ｍの気化による圧力で、伝熱媒体Ｍがヒートパイプ８０内を循環するようにした。
【００８１】
このように構成すると、加熱部８１において伝熱媒体Ｍを連続的に気化させることができ、さらに伝熱媒体Ｍの気化による圧力で、気化した伝熱媒体Ｍを連続的に熱源部材２２に供給できるので、熱源部材２２を適切に加熱することができる。
また、さらに伝熱媒体Ｍの気化による圧力で気化した伝熱媒体Ｍが移動するので、冷却部８２や加熱部８１の高さ方向の位置に関係なく、ヒートパイプ８０内を伝熱媒体Ｍが循環できるので、床暖房装置２０Ｂのヒートパイプ８０の設置の自由度が向上する。
【００８２】
（１３）ヒートパイプ８０のドライアウト温度は、加熱される熱源部材２２の上限温度に基づいて設定されている構成とした。
【００８３】
このように構成すると、ヒートパイプ８０に封入された伝熱媒体Ｍが予め設定された所定温度以上になると、ヒートパイプ８０がドライアウト状態になって、熱源部材２２側への熱量の運搬が停止するので、ドライアウト温度を、運搬する熱量で加温される熱源部材２２が、床暖房に必要な所定温度以下で保持することができる温度となるように設定することで、床暖房装置２０Ｂによる床暖房の温度を、適切な温度にコントロールすることができる。
【００８４】
なお、前記した第１から第３の実施形態では、床暖房装置２０、２０Ａ、２０Ｂの熱源である熱源部材２２が、伝熱媒体Ｍを介して伝達される排気ガスＧの排熱（熱量）で加温される場合を例示したが、
（１４）排気ガス管１００における排熱回収器３０よりも下流側の熱交換領域Ｓと、床暖房装置の熱源である熱源部材２２とを直接接触させて設けた構成としても良い。
【００８５】
このように構成すると、排気ガスＧが通流して高温になる排気ガス管１０１から回収した熱量で、床暖房装置の熱源である熱源部材２２を直接加温することができるので、伝熱媒体Ｍを介して熱を伝える場合よりも、より多くの熱量を熱源部材２２に伝えることができる。
よって、床暖房装置の熱源である熱源部材２２を効率よく加温できる。
また、伝熱媒体Ｍを封入したヒートパイプ７０、８０（図３、図４参照）や、伝熱媒体Ｍが循環する循環路２１および流体ポンプ２４（図２参照）を必要としないので、排気ガス管１０１での排気ガスＧの熱量の伝達構造を簡略化することができ、床暖房装置全体としての小型化、作製コストの低減を図ることができる。
【００８６】
なお、前記した廃熱利用システム１では、廃熱利用機器の一例として、排熱回収器３０での排気ガスＧとの熱交換により回収した伝熱媒体Ｂの熱量を利用して、ランキンサイクル装置５０の伝熱媒体Ｃを加熱、気化する場合を例示して説明したが、廃熱利用機器は、これに限定されるものではない。
例えば、廃熱利用機器として、吸着式熱交換器を採用することができ、排熱回収器３０での排気ガスＧとの熱交換により回収した伝熱媒体Ｂの熱量を利用して、吸着式熱交換器を通流する冷媒を効率よく加熱することができる。
【００８７】
さらに、前記した実施の形態では、排気ガス管１００における排熱回収器３０よりも下流側の熱交換領域Ｓと熱交換可能に設けた熱源（熱源部材２２）が、床暖房装置の熱源である場合を例示したが、床暖房装置の熱源に限定されるものではなく、車室内の側面や足下を暖める他の暖房装置の熱源であっても良い。
【００８８】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれる。
【符号の説明】
【００８９】
１      廃熱利用システム
２０、２０Ａ、２０Ｂ  床暖房装置
２１    循環路
２１１  加熱部
２１２  伝熱部
２１３、２１４  接続部
２２    熱源部材
２４    流体ポンプ
３０    排熱回収器
４０    ポンプ
５０    ランキンサイクル装置
５１    熱交換器
５２    発電機
７０、８０    ヒートパイプ
８１    加熱部
８１０  外筒
８１５  内筒
８２    冷却部
８３、８４    接続路
９０    マフラ
１００、１０１、１０２  排気ガス管
１１０、１２０  循環路
Ｂ、Ｃ      伝熱媒体
ＦＬ    床面
Ｇ      排気ガス
Ｍ      伝熱媒体
Ｓ      熱交換領域
Ｖ      流量調整バルブ
【図１】
2017193969.tif 000003
【図２】
2017193969.tif 000004
【図３】
2017193969.tif 000005
【図４】
2017193969.tif 000006
【図５】
2017193969.tif 000007