(57)【要約】【課題】冷却水の性能低下を防止できる排気熱回収装置を提供する。【解決手段】エンジン１１から排出される排気との熱交換により作動流体を加熱して蒸発させる蒸発部４０と、排気熱回収回路２２に設けられ、蒸発した作動流体と冷却水との熱交換により作動流体を冷却して凝縮させるとともに冷却水を加熱する凝縮部５０と、蒸発部４０と凝縮部５０とを環状に連通させて作動流体を循環させる蒸気管６０及び還流管６１と、凝縮部５０より上方に設けられ、冷却水の一部を排気熱回収回路２２を循環させずに保持する冷却水タンク７０と、排気熱回収回路２２と冷却水タンク７０とを接続する配管８０と、配管８０と排気熱回収回路２２との接続部８１に設けられ、排気熱回収回路２２内の冷却水の温度が所定温度以上になったときに排気熱回収回路２２と冷却水タンク７０とを連通させるサーモスタット９０とを有するように構成する。【選択図】図２
2009036103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１１）から排出される排気との熱交換により、内部に封入された作動流体を加熱して蒸発させる蒸発部（４０）と、
被加熱媒体が循環する被加熱媒体回路（２２）に設けられ、蒸発した前記作動流体と前記被加熱媒体との熱交換により前記作動流体を冷却して凝縮させるとともに前記被加熱媒体を加熱する凝縮部（５０）と、
前記蒸発部（４０）と前記凝縮部（５０）とを環状に連通させて前記作動流体を循環させる連通部（６０、６１）と、
前記凝縮部（５０）より上方に設けられ、前記被加熱媒体の一部を前記被加熱媒体回路（２２）を循環させずに保持する被加熱媒体タンク（７０）と、
前記被加熱媒体回路（２２）と前記被加熱媒体タンク（７０）とを接続する配管（８０）と、
前記配管（８０）と前記被加熱媒体回路（２２）との接続部（８１）又は前記配管（８０）に設けられ、前記被加熱媒体回路（２２）内の前記被加熱媒体の温度が所定温度以上になったときに前記被加熱媒体回路（２２）と前記被加熱媒体タンク（７０）とを連通させる温度作動弁（９０）とを有することを特徴とする排気熱回収装置。
【請求項２】
前記温度作動弁（９０）は、前記凝縮部（５０）より上方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の排気熱回収装置。
【請求項３】
前記温度作動弁（９０）は、前記凝縮部（５０）の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気熱回収装置。
【請求項４】
前記被加熱媒体タンク（７０）は、前記被加熱媒体回路（２１）に設けられたラジエータ（２５）に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の排気熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から排出される排気熱を回収する排気熱回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ループ型のヒートパイプ式熱交換器が開示されている。この熱交換器は、内部に封入された作動流体を外部からの入熱により蒸発させる蒸発部と、蒸発部の上方に配置され、蒸発部で蒸発した作動流体と加熱対象流体との間で熱交換を行い、作動流体を冷却して凝縮させるとともに加熱対象流体を加熱する凝縮部とを有している。蒸発部と凝縮部との間は、蒸気管路及び凝縮管路により環状に接続されている。蒸発部で蒸発した作動流体は蒸気管路を通って凝縮部に流入し、凝縮部で凝縮した作動流体は凝縮管路を通って蒸発部に流入する。
【特許文献１】特開平４−４５３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のヒートパイプ式熱交換器は、エンジンから排出される排気熱を回収してエンジン冷却水を加熱する排気熱回収装置に適用できる。この場合、蒸発部はエンジンからの排気が流通する排気管に設けられ、凝縮部はエンジン冷却水（ＬＬＣ）が被加熱媒体として循環する冷却水回路に設けられる。蒸発部では排気との熱交換により作動流体が加熱されて蒸発し、凝縮部では作動流体とエンジン冷却水との熱交換により作動流体が冷却されて凝縮するとともにエンジン冷却水が加熱される。
【０００４】
しかしながら上記の構成では、エンジンが停止するとエンジン冷却水の循環も停止する。このため、エンジン停止直後のデッドソーク時に、余熱を回収し続ける蒸発部からの熱移動により、循環の停止したエンジン冷却水が凝縮部において局部沸騰してしまう場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、被加熱媒体の局部沸騰を防止できる排気熱回収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】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、内燃機関（１１）から排出される排気との熱交換により、内部に封入された作動流体を加熱して蒸発させる蒸発部（４０）と、被加熱媒体が循環する被加熱媒体回路（２２）に設けられ、蒸発した作動流体と被加熱媒体との熱交換により作動流体を冷却して凝縮させるとともに被加熱媒体を加熱する凝縮部（５０）と、蒸発部（４０）と凝縮部（５０）とを環状に連通させて作動流体を循環させる連通部（６０、６１）と、凝縮部（５０）より上方に設けられ、被加熱媒体の一部を被加熱媒体回路（２２）を循環させずに保持する被加熱媒体タンク（７０）と、被加熱媒体回路（２２）と被加熱媒体タンク（７０）とを接続する配管（８０）と、配管（８０）と被加熱媒体回路（２２）との接続部（８１）又は配管（８０）に設けられ、被加熱媒体回路（２２）内の被加熱媒体の温度が所定温度以上になったときに被加熱媒体回路（２２）と被加熱媒体タンク（７０）とを連通させる温度作動弁（９０）とを有することを特徴としている。
【０００８】
これにより、被加熱媒体回路（２２）内の被加熱媒体の温度が所定温度以上になると、温度作動弁（９０）によって被加熱媒体回路（２２）と被加熱媒体タンク（７０）とが配管（８０）を介して連通する。このとき凝縮部（５０）内の被加熱媒体の温度は、凝縮部（５０）より上方に設けられた被加熱媒体タンク（７０）内の被加熱媒体の温度よりも高くなるため、配管（８０）を介して自然対流が生じる。すなわち、凝縮部（５０）内の高温の被加熱媒体は配管（８０）を介して被加熱媒体タンク（７０）側に上昇し、被加熱媒体タンク（７０）内の低温の被加熱媒体は配管（８０）を介して凝縮部（５０）側に下降する。このため、凝縮部（５０）内の被加熱媒体の温度上昇を抑制できる。したがって、凝縮部（５０）での被加熱媒体の沸騰が抑制されるため、被加熱媒体の性能低下を防止できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、温度作動弁（９０）が凝縮部（５０）より上方に設けられていることを特徴としている。
【００１０】
これにより、凝縮部（５０）で局所的に温度の上昇した被加熱媒体は、自然対流により温度作動弁（９０）側に上昇するようになる。したがって、凝縮部（５０）での被加熱媒体の温度上昇が温度作動弁（９０）によって検知され易くなるため、凝縮部（５０）での被加熱媒体の沸騰をより確実に抑制できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、温度作動弁（９０）が凝縮部（５０）の近傍に設けられていることを特徴としている。
【００１２】
これにより、凝縮部（５０）の熱が温度作動弁（９０）に伝わり易くなるため、凝縮部（５０）での被加熱媒体の温度上昇が温度作動弁（９０）によって検知され易くなる。したがって、凝縮部（５０）での被加熱媒体の沸騰をより確実に抑制できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、被加熱媒体タンク（７０）が被加熱媒体回路（２１）に設けられたラジエータ（２５）に接続されていることを特徴としている。
【００１４】
これにより、被加熱媒体タンク（７０）が被加熱媒体回路（２１）のリザーブタンクを兼ねることができる。
【００１５】
ここで、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係の一例を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施形態の排気熱回収装置を搭載した車両の冷却系及び排気系の概略構成を示す模式図である。図１ではエンジン冷却水の流れ方向を矢印で示している。図１に示すように、排気熱回収装置１は、走行用の駆動源としての水冷式のエンジン（内燃機関）１１と、例えば簡易密閉式のエンジン冷却系とを備えた車両に設けられている。エンジン１１には、エンジン１１からの排気を外部に排出するための排気系１０が接続されている。排気系１０は、排気を流通させる排気管１４を有している。排気管１４の途中には、触媒コンバータ１２と、その下流側に配置されたダクト部１３とが介設されている。触媒コンバータ１２は、排気管１４を流通する排気を浄化する機能を有している。ダクト部１３は四角筒状の形状を有し、後述するヒートパイプ３０の蒸発部４０を収容するようになっている。
【００１７】
エンジン１１には、被加熱媒体回路としてラジエータ回路２１、排気熱回収回路２２及びヒータ回路２３が接続されている。ラジエータ回路２１、排気熱回収回路２２及びヒータ回路２３には、エンジン１１を冷却するエンジン冷却水が例えばエンジン駆動式のウォータポンプ２４により循環するようになっている。エンジン冷却水には例えばＬＬＣが用いられる。
【００１８】
ラジエータ回路２１には、エンジン冷却水を外気との熱交換により冷却するラジエータ２５と、ラジエータ２５を迂回してエンジン冷却水を流通させるバイパス流路２６とが設けられている。ラジエータ２５を通過するエンジン冷却水の流量とバイパス流路２６を通過するエンジン冷却水の流量とは、サーモスタット２７によって調節されるようになっている。
【００１９】
排気熱回収回路２２は、エンジン出口部でラジエータ回路２１から分岐し、ウォータポンプ２４でラジエータ回路２１に合流している。排気熱回収回路２２の途中には、後述する排気熱回収装置１の凝縮部５０及びサーモスタット（温度作動弁）９０が設けられている。
【００２０】
ヒータ回路２３は、ラジエータ回路２１のエンジン出口部とは異なる部位からエンジン冷却水（温水）が流出し、サーモスタット９０より下流側で排気熱回収回路２２に合流する回路である。ヒータ回路２３には、暖房用熱交換器としてのヒータコア２８が設けられている。ヒータコア２８は、不図示の空調ユニットの空調ケース内に配設されており、送風機によって送風される空調空気をエンジン冷却水との熱交換により加熱するようになっている。
【００２１】
図２は、本実施形態における排気熱回収装置１の構成を模式的に示す断面図である。図２中の上下方向は概ね鉛直上下方向を表している。図２では、液体状態の作動流体の流れ方向を実線の細矢印で示し、気体状態の作動流体の流れ方向を破線の細矢印で示し、エンジン冷却水の流れ方向を白抜き太矢印で示している。
【００２２】
図２に示すように、排気熱回収装置１は、エンジン１１から排出される排気熱を回収してエンジン冷却水を加熱するループ式のヒートパイプ３０を有している。ヒートパイプ３０には、作動流体を内部に封入する際に用いられる不図示の封止部が設けられている。封止部は、ヒートパイプ３０内を真空引き（減圧）して作動流体を注入した後に封止されている。作動流体としては、水、アルコール、フルオロカーボン又はクロロフルオロカーボン（フロン）等が用いられる。
【００２３】
ヒートパイプ３０は、内部に封入された作動流体３１を排気との熱交換により加熱して蒸発させる蒸発部４０を有している。蒸発部４０は、内部に排気を流通させるダクト部１３内に設けられている。
【００２４】
蒸発部４０は、それぞれほぼ鉛直方向に延びる複数の扁平チューブ４１が間隙４２を介して水平方向に積層された構造を有している。間隙４２は、排気が流通する排気通路として機能する。また間隙４２には、扁平チューブ４１の外壁面に熱的に接続された波状のフィン４３が設けられている。フィン４３は、間隙４２を流通する排気と扁平チューブ４１を流通する作動流体３１との熱交換を促進するようになっている。
【００２５】
各扁平チューブ４１の下端には、扁平容器状の下タンク４４が接続されている。また各扁平チューブ４１の上端には、扁平容器状の上タンク４５が接続されている。下タンク４４及び上タンク４５は各扁平チューブ４１を介して連通されている。
【００２６】
またヒートパイプ３０は、排気熱回収回路２２に設けられ、蒸発部４０で蒸発した作動流体と冷却水との熱交換により作動流体を冷却して凝縮させるとともにエンジン冷却水を加熱する凝縮部５０を有している。
【００２７】
凝縮部５０は、蒸発部４０と同様に、それぞれほぼ鉛直方向に延びて水平方向に積層された複数の扁平チューブ５１と、扁平チューブ５１の外壁面に熱的に接続された波状のフィン５３とを有している。各扁平チューブ５１の下端には下タンク５４が接続され、各扁平チューブ５１の上端には上タンク５５が接続されている。
【００２８】
凝縮部５０の下タンク５４内には、内圧作動弁１００が設けられている。内圧作動弁１００の内部は、大気側と連通する大気側空間１０２と、下タンク５４及び後述する還流管６１間を連通させる連通流路１０３とに、ダイヤフラム１０１によって区画されている。連通流路１０３には、ダイヤフラム１０１に接続され、連通流路１０３を開閉する弁体１０４が設けられている。
【００２９】
ダイヤフラム１０１は、外気側からかかる大気圧と、ヒートパイプ３０（凝縮部５０）の内圧とのバランスによって図２中の左右方向に変位する。ダイヤフラム１０１の変位に伴い弁体１０４が変位することで、連通流路１０３が開閉される。このように、内圧作動弁１００は作動流体の圧力に応じて連通流路１０３を開閉するダイヤフラム式の弁として機能する。具体的には、ヒートパイプ３０の内圧が所定圧力（閉弁圧）未満のときには、連通流路１０３は開状態にある。ヒートパイプ３０の内圧が所定圧力（閉弁圧）以上に上昇して大気圧に打ち勝つと、弁体１０４が図２中の右方向に摺動して連通流路１０３が閉じられる。
【００３０】
凝縮部５０は、蒸発部４０の側方に配置された水タンク１１０内に収容されている。水タンク１１０は、扁平チューブ５１の長手方向に沿う細長容器状の形状を有している。水タンク１１０の側面下方には、エンジン冷却水を外部から水タンク１１０内に導入する導入管１１２が設けられている。水タンク１１０の側面上方には、エンジン冷却水を水タンク１１０内から外部に導出する導出管１１１が設けられている。導出管１１１はほぼ水平な方向に延び、比較的短い長さを有している。導出管１１１は、接続部８１を介して排気熱回収回路２２の配管１１３に接続されている。
【００３１】
蒸発部４０の上タンク４５と凝縮部５０の上タンク５５とは、ダクト部１３及び水タンク１１０を貫通する蒸気管６０によって連通している。また、内圧作動弁１００の連通流路１０３と蒸発部４０の扁平チューブ４１とは、水タンク１１０及びダクト部１３を貫通する還流管６１によって連通している。これにより、下タンク４４、扁平チューブ４１、上タンク４５、蒸気管６０、上タンク５５、扁平チューブ５１、下タンク５４、内圧作動弁１００（連通流路１０３）、還流管６１、扁平チューブ４１及び下タンク４４が環状に接続され、内部の作動流体を循環させるようになっている。
【００３２】
凝縮部５０より上方には、エンジン冷却水の一部（又はエンジン冷却水と同質の液体）を保持する冷却水タンク（被加熱媒体タンク）７０が、排気熱回収回路２２、ラジエータ回路２１及びヒータ回路２３から独立して設けられている。冷却水タンク７０は、エンジン冷却水を収容する容器部７２を有している。容器部７２の上面には、エンジン冷却水を容器部７２内に注入するための注入口７４が設けられている。注入口７４には、空気を通過させる不図示の通気口が形成されたキャップ７３が取り付けられている。冷却水タンク７０は例えば別途設けられている簡易密閉式のリザーブタンクと同様の構造を有し、冷却水タンク７０内のエンジン冷却水の水面は大気圧によって加圧される。冷却水タンク７０に保持されているエンジン冷却水は、通常時には排気熱回収回路２２、ラジエータ回路２１又はヒータ回路２３を循環しないようになっている。冷却水タンク７０は、別の配管を介してラジエータ２５に接続されることによって、被加熱媒体回路のリザーブタンクを兼ねることもできる。
【００３３】
冷却水タンク７０の底部には、下方に延びる配管８０が接続されている。配管８０の下端は、接続部８１を介して導出管１１１及び配管１１３に接続されている。
【００３４】
導出管１１１、配管１１３及び配管８０が互いに接続される接続部８１には、サーモワックス式で三方弁構造のサーモスタット（温度作動弁）９０が設けられている。サーモスタット９０は、排気熱回収回路２２（導出管１１１及び配管１１３）内のエンジン冷却水の温度に基づいて流路を切り替えるようになっている。サーモスタット９０は、長さの比較的短い導出管１１１を挟み、凝縮部５０の近傍に設けられている。またサーモスタット９０は、冷却水タンク７０より下方であって凝縮部５０より上方に設けられている。サーモスタット９０は、通常時は導出管１１１と配管１１３とを連通させている。排気熱回収回路２２内のエンジン冷却水の温度が所定温度以上になると、サーモスタット９０は、配管１１３側の流路を閉じて配管８０側の流路を開くことにより導出管１１１と配管８０とを連通させるようになっている。
【００３５】
次に、本実施形態における排気熱回収装置１の作動について説明する。
【００３６】
エンジン１１が始動すると併せてウォータポンプ２４が作動し、エンジン冷却水はラジエータ回路２１、排気熱回収回路２２及びヒータ回路２３を循環する。エンジン１１で燃焼された燃料の排気は排気管１４を流れ、触媒コンバータ１２によって浄化される。そして、排気はダクト部１３内の蒸発部４０に流入した後に、大気中に排出される。また、排気熱回収回路２２を循環するエンジン冷却水は、水タンク１１０（凝縮部５０）内を通過する。
【００３７】
エンジン１１が始動した後は、エンジン冷却水の温度が上昇し始めるとともに、ヒートパイプ３０の内圧が徐々に上昇する。尚、排気熱量はエンジン１１の負荷状態によって変化するため、一般的なエンジンを備えた車両では、加速、減速、停止など様々な車両の運転状態に基づいて内圧が変動する。ヒートパイプ３０の内圧が閉弁圧よりも低い段階では、連通流路１０３は開状態にある。
【００３８】
蒸発部４０内の液体状態の作動流体３１は、ダクト部１３内を流通する排気との熱交換により加熱されて沸騰気化し、蒸気となって扁平チューブ４１内を上昇する。扁平チューブ４１内を上昇した蒸気は、上タンク４５及び蒸気管６０を経て凝縮部５０内に流入する。凝縮部５０の扁平チューブ５１に流入した蒸気状態の作動流体は、水タンク１１０内を流れるエンジン冷却水との熱交換により冷却されて凝縮し、液体となって下タンク５４に流下する。連通流路１０３が開状態にあるので、下タンク５４内の液体状態の作動流体３１は連通流路１０３、還流管６１を経て蒸発部４０に流入する。一方、凝縮部５０に流入したエンジン冷却水は、作動流体との熱交換により加熱される。
【００３９】
エンジン冷却水の温度が上昇し、内圧が所定圧力を超えると、内圧作動弁１００は閉弁状態となって、ヒートパイプ３０内の凝縮水の還流が阻止される。すると、蒸発部４０においては内部の水が完全に蒸発して凝縮部５０に流入するとともに、凝縮部５０においては、凝縮された凝縮水が溜められることになる。これにより、ヒートパイプ３０による熱輸送が停止され、エンジン冷却水の過熱が防止される。
【００４０】
エンジン１１が停止したときには、ウォータポンプ２４も停止する。このとき蒸発部４０では、排気の余熱によって作動流体３１の蒸発が継続する。
【００４１】
凝縮部５０では、蒸発部４０で蒸発した作動流体との熱交換によりエンジン冷却水が加熱される。このときエンジン冷却水の循環は停止しているため、水タンク１１０内のエンジン冷却水の温度は上昇し続ける。これにより、水タンク１１０内のエンジン冷却水の温度は、水タンク１１０の側面上方に設けられた導出管１１１内、及び導出管１１１に接続されたサーモスタット９０近傍のエンジン冷却水の温度よりも高くなるため、自然対流が生じる。これにより、サーモスタット９０近傍のエンジン冷却水の温度も徐々に上昇する。
【００４２】
サーモスタット９０近傍のエンジン冷却水の温度が所定温度以上になると、サーモスタット９０により流路が切り替えられ、導出管１１１と配管８０及び冷却水タンク７０とが連通する。このとき、冷却水タンク７０内のエンジン冷却水の水面は、排気熱回収回路２２内の内圧と大気圧との差に基づいて所定の高さ分だけ上昇する。
【００４３】
ここで、サーモスタット９０により流路が切り替えられる温度は、凝縮部５０（水タンク１１０）内のエンジン冷却水が沸騰してしまうときのサーモスタット９０近傍のエンジン冷却水の温度より低く、ウォータポンプ２４により排気熱回収回路２２内を循環するエンジン冷却水が取り得る温度より高い値に設定される。
【００４４】
凝縮部５０内のエンジン冷却水の温度は、排気熱回収回路２２を循環せずに冷却水タンク７０に保持されていたエンジン冷却水の温度よりも高いため、導出管１１１及び配管８０を介して自然対流が生じる。すなわち、凝縮部５０内の高温のエンジン冷却水は導出管１１１及び配管８０を介して冷却水タンク７０側に上昇し、冷却水タンク７０内の低温のエンジン冷却水は配管８０及び導出管１１１を介して凝縮部５０側に下降する。これにより、凝縮部５０内のエンジン冷却水の温度上昇が抑制される。
【００４５】
以上のように、本実施形態によれば凝縮部５０内のエンジン冷却水の温度上昇が抑制されるため、デッドソーク時における凝縮部５０でのエンジン冷却水の局部沸騰を抑制できる。
【００４６】
エンジン冷却水が局部沸騰してしまうと、エンジン冷却水に添加されている添加剤の劣化が促進されるため、従来はエンジン冷却水の耐久性等の性能が低下してしまうという問題も生じていた。本実施形態ではエンジン冷却水の局部沸騰を防止できるため、エンジン冷却水の性能低下を防止できる。
【００４７】
また本実施形態では、サーモスタット９０が凝縮部５０より上方に設けられているため、ウォータポンプ２４による流通が停止しても、凝縮部５０で局所的に温度の上昇したエンジン冷却水は自然対流によりサーモスタット９０側に上昇するようになっている。このため、凝縮部５０でのエンジン冷却水の温度上昇がサーモスタット９０によって検知され易くなる。したがって、凝縮部５０でのエンジン冷却水の局部沸騰をより確実に抑制できる。
【００４８】
さらに本実施形態では、サーモスタット９０が凝縮部５０の近傍に設けられている。これにより、凝縮部５０の熱がエンジン冷却水を介してサーモスタット９０に伝わり易くなるため、凝縮部５０でのエンジン冷却水の温度上昇がサーモスタット９０によって検知され易くなる。したがって、凝縮部５０でのエンジン冷却水の局部沸騰をより確実に抑制できる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３を用いて説明する。図３は、本実施形態の排気熱回収装置を搭載した車両の冷却系及び排気系の概略構成を示す模式図である。図３ではエンジン冷却水の流れ方向を矢印で示している。図３に示すように、排気熱回収回路２２のうちヒートパイプ３０の下流側の接続部１２１には、排気熱回収回路２２から分岐する配管１２３の一端側が接続されている。
【００５０】
接続部１２１には、排気熱回収回路２２内のエンジン冷却水の温度に基づいて流路を切り替える三方弁構造のサーモスタット９１が設けられている。サーモスタット９１は、通常時には配管１２３側の流路を閉じ、排気熱回収回路２２にエンジン冷却水を流通させるようになっている。サーモスタット９１は、第１実施形態のサーモスタット９０と同様に、ヒートパイプ３０の凝縮部５０近傍であって凝縮部５０よりも上方に配置されている。
【００５１】
配管１２３の他端には、エンジン冷却水の一部を保持する冷却水タンク７１が接続されている。冷却水タンク７１は、容器部と容器部上面の注入口に取り付けられた圧力キャップとを備え、密閉式のリザーブタンクと同様の構成を有している。冷却水タンク７１は、ヒートパイプ３０の凝縮部５０及びサーモスタット９１よりも上方に配置されている。また冷却水タンク７１は、排気熱回収回路２２のうちサーモスタット９１の下流側の接続部１２２に、配管１２４を介して接続されている。冷却水タンク７１に保持されているエンジン冷却水は、通常時にはサーモスタット９１により流路が閉じられているため、排気熱回収回路２２、ラジエータ回路２１又はヒータ回路２３を循環しないようになっている。
【００５２】
エンジン１１及びウォータポンプ２４が停止したデッドソーク時に、凝縮部５０でのエンジン冷却水の温度が上昇すると、サーモスタット９１近傍のエンジン冷却水の温度も上昇する。サーモスタット９１近傍のエンジン冷却水の温度が所定温度以上になると、サーモスタット９１により流路が切り替えられ、排気熱回収回路２２の凝縮部５０と冷却水タンク７１とが連通する。
【００５３】
凝縮部５０内のエンジン冷却水の温度は、冷却水タンク７１に保持されていたエンジン冷却水の温度よりも高いため、自然対流が生じる。すなわち、凝縮部５０内の高温のエンジン冷却水は冷却水タンク７１側に上昇し、冷却水タンク７１内の低温のエンジン冷却水は凝縮部５０側に下降する。これにより、凝縮部５０内のエンジン冷却水の温度上昇が抑制される。
【００５４】
以上のように、本実施形態では第１実施形態と同様に、凝縮部５０内のエンジン冷却水の温度上昇が抑制されるため、デッドソーク時における凝縮部５０でのエンジン冷却水の局部沸騰を抑制できる。したがって、エンジン冷却水の性能低下を防止できる。
【００５５】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、サーモワックス式のサーモスタット９０を備えた排気熱回収装置１を例に挙げたが、サーモスタット９０に代えて、エンジン冷却水の温度を検出して温度信号を出力するセンサ部と、温度信号に基づいて開度信号を出力する制御部と、開度信号に基づいて開度を調節する電動弁とを備えていてもよい。このとき、センサ部を例えば凝縮部５０内に設けることによって、凝縮部５０でのエンジン冷却水の温度をより正確に検知できるため、エンジン冷却水の局部沸騰をより確実に防止することができる。
【００５６】
また上記実施形態では、三方弁構造のサーモスタット９０、９１が接続部８１、１２１に設けられた構成を例に挙げたが、エンジン冷却水の温度が所定温度以上になったときに開弁する二方弁構造のサーモスタットを配管８０、１２１の途中に設けてもよい。これにより上記実施形態と同様に、排気熱回収回路２２内のエンジン冷却水の温度が所定温度以上になったときに、排気熱回収回路２２と冷却水タンク７０、７１とを連通させることができる。
【００５７】
さらに上記実施形態では、被加熱媒体としてエンジン冷却水が用いられているが、それ以外に、インバータの冷却水、オートマチック・トランスミッション・フルード（ＡＴＦ）、エンジンオイル等を被加熱媒体として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１実施形態の排気熱回収装置を搭載した車両の冷却系及び排気系の概略構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における排気熱回収装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】第２実施形態の排気熱回収装置を搭載した車両の冷却系及び排気系の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  排気熱回収装置
１０  排気系
１１  エンジン（内燃機関）
２１  ラジエータ回路（被加熱媒体回路）
２２  排気熱回収回路（被加熱媒体回路）
２５  ラジエータ
４０  蒸発部
５０  凝縮部
６０、６１  連通部
７０  冷却水タンク（被加熱媒体タンク）
８０  配管
８１  接続部
９０  サーモスタット（温度作動弁）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009036103.tif 000005