(57)【要約】  排熱を発生する駆動装置（２）、特にエンジン、並びに内室を冷却するため冷却装置（８）を含む空調設備（１０）および／または冷却装置（８）により冷却される少なくとも１つの部品（１１）を備えた車両、特に自動車（１、１'）において、冷却装置（８）が駆動装置（２）の排熱を利用する吸収式冷凍機（９）、特に拡散吸収式冷凍機として構成される。【選択図】図１
2012516800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排熱を発生する駆動装置（２）、特にエンジン、並びに内室を冷却するため冷却装置（８）を含む空調設備（１０）および／または冷却装置（８）により冷却すべき少なくとも１つの部品（１１）を備えた車両、特に自動車（１、１'）において、冷却装置（８）が駆動装置（２）の排熱を利用する吸収式冷凍機（９）、特に拡散吸収式冷凍機、として構成されることを特徴とする車両。
【請求項２】
溶媒ポンプを使用する吸収式冷凍機（９）においてこの冷凍機をベルト駆動式に駆動装置（２）および／または車両の走行運動により運転可能にすることを特徴とする請求項１記載の車両。
【請求項３】
車両の排ガスから吸収式冷凍機（９）の運転のために利用される排熱を取り出して吸収式冷凍機（９）に導くために熱交換器（１５）が設けられることを特徴とする請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
駆動装置（２）を冷却するために冷却媒体を循環させる駆動冷却装置（３）が設けられ、駆動装置（２）を冷却するための熱交換器（５）に冷却媒体により導かれる排熱を吸収式冷凍機（９）に取り出すための熱交換器（６）が後置接続されることを特徴とする請求項１から３の１つに記載の車両。
【請求項５】
冷却すべき部品（１１）として少なくとも１つの二次的ユニットおよび／または少なくとも１つの電子部品（１２）および／またはバッテリ（１３）が冷却可能にされることを特徴とする請求項１から４の１つに記載の車両。
【請求項６】
冷却装置（８）が排熱のない運転期間を橋絡するために蓄冷器（１６）を備えることを特徴とする請求項１から５の１つに記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排熱を発生する駆動装置、特にエンジンと、室内冷却用の１つの冷却装置を有する空調設備、および／または１つまたは前記冷却装置により冷却すべき少なくとも１つの部品を備えた車両、特に自動車に関する。
【０００２】
車両の駆動装置、特にまた自動車の内燃機関においては運転中に無視できない量の排熱が生じる。この排熱は駆動冷却装置を介して冷却媒体、一般に水の加熱下に排出され、および／または熱い排ガスになって相応の排ガス排出装置を介して排出される。
【背景技術】
【０００３】
この場合原理的には、内燃機関の排熱を利用して燃料消費を低減する自動車が提案されている。たとえばペルティエ素子を基にした熱電気発電機を使用してオルタネータを省き、内燃機関の機械的エネルギーの利用を少なくすることが提案されている。さらに排熱から機械エネルギーを回収するために蒸気回路を利用することも開発されている。またスターリングエンジンを用いて付加的な運動エネルギーを発生させ、車両を駆動することも提案されている（たとえば特許文献１参照）。開放された機械エネルギーはたとえば無段変速機により車両の駆動に利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００７０００１８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の課題は、排熱を特に有効に利用できる車両、特に自動車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するため上述の種類の車両において本発明によれば、冷却装置が駆動装置の排熱を利用する吸収式冷凍機、特に拡散吸収式冷凍機として構成されることが提案される。
【０００７】
このようにすれば駆動装置、特にエンジンの排熱を冷気の発生に利用することができる。この場合従来の空調用コンプレッサまたは従来の冷却装置の代わりに、冷却すべき部品に対しエンジンの排熱を特に有効に利用する吸収式冷凍機を使用することが提案される。
【０００８】
吸収式冷凍機は従来技術において原理的に公知である。この冷凍機では圧縮式冷凍機とは異なり圧縮は溶媒中における冷媒の温度に影響された液化により行われる（「熱圧縮機」）。吸収式冷凍機は付加的に溶媒回路を有する。２つの要素、溶媒と冷媒はしばしばまとめて作業媒体と呼ばれる。冷媒は溶媒中で完全に溶解することが前提である。しばしば用いられる組み合わせは、冷媒としての水と溶媒としての臭化リチウムまたは冷媒としてのアンモニアと溶媒としての水である。循環回路では作業媒体は先ずいわゆる再生装置において溶液を加熱することにより互いに分離される。冷媒は蒸発温度が小さいためにまず蒸発し、その後冷媒の蒸気が液体分離器により共に蒸発された溶媒残部から解放される。コンデンサにおいて冷媒は液化され、蒸発器において周囲熱を吸収して蒸発され、これにより効果が生じる。冷媒蒸気は次いで吸収材に導かれ、そこで再び液化が生じる。この中に溶媒は冷媒からの分離後、弁を介して吸収材圧力に膨張され冷却された後に導入される。溶媒循環回路は、圧縮式冷凍機の圧縮機に相応する役割を果たすので、最近では「熱圧縮機」と呼ばれている。この場合古典的な吸収式冷凍機では唯一の可動部材として溶媒ポンプが溶媒循環回路において使用される。このような形態では合目的には溶媒ポンプがベルト駆動式に駆動装置および／または車両の走行運動により運転可能となるようにされる。それゆえ吸収式冷凍機の運転に別のエネルギー源を用いることは不要となる。
【０００９】
しかし特に有利なのは、吸収式冷凍機の一変形である拡散吸収式冷凍機を使用することであり、この冷凍機では圧力変化は分圧変化として実現されるので、溶媒ポンプによって最後の機械的に動かされる部材も省略される。勿論作業媒体として第３の要素、すなわち不活性ガス、たとえばヘリウムが必要である。拡散吸収式冷凍ポンプは従って確実に作動できるためには駆動装置の排熱の供給だけが必要とされる。
【００１０】
吸収式冷凍機として構成される冷却装置は従って多数の利点をもたらす。一つには吸収式冷凍機はほぼ保守点検が不要で摩耗もなく、長時間信頼性のある使用が可能となる。さらに吸収式冷凍機は殆ど‐拡散吸収式冷凍機の場合には全く‐可動部分が無くてもよい。スターリングエンジンと比べて吸収式冷凍機はさらに別の利点を有する。たとえばスターリングエンジンは１つの一体機械として組み込まなければならないのに対し、吸収式冷凍機では個々の部品を分けて配置することが可能である。さらに吸収式冷凍機は車両、特に自動車における急激な温度変化および温度差に対してより良く適している。
【００１１】
車両に冷却すべき部品よび空調設備が設けられる場合には、唯一の冷却装置だけを使用し、この装置を空調設備および冷却すべき部品に付属させるようにすると特に有利である。冷却すべき付加的な部品とはたとえば二次的ユニットおよび／または電子部品および／またはバッテリである。多くのハイブリッド車両では、通常電子部品を冷却するために空調設備をもともと使用しているので、このことは特に有利である。注意すべきことは、約９０℃で作動する車両の駆動冷却装置は通常は電子系統を冷却するのに適していない。なぜなら電子系統はしばしば４０℃以下の温度を必要とするからである。
【００１２】
さらに強調すべきことは、本発明は特に内燃機関で駆動される自動車に使用できるだけでなく、当然ながら水または油冷式の電気駆動装置の排熱利用にも使用できることである。たとえば機関車の駆動装置の排熱を車両の客室および／または電子式走行速度調整器の空調に利用することも可能であろう。
【００１３】
既に述べたように、本発明の適用により特に空調設備の従来形式の空調コンプレッサを省略できる。ちなみにこのようにして当然のことながら燃料消費も低減される。なぜなら一般に空調設備の空調コンプレッサは約１５％燃料消費を高めるからである。この関連においてさらに指摘すべきことは、吸収式冷凍機の別の利点はこの冷凍機が極めて騒音なく作動するので、車両における騒音レベルをそれ以上高めることはないことである。
【００１４】
排ガスを発生する内燃機関で駆動される自動車では、車両の排熱から吸収式冷凍機の駆動に利用される排熱を吸収式冷凍機に取りだすために熱交換器を設けるようにすることができる。このような形態では従ってエンジンの排ガスの熱を利用して吸収式冷凍機を駆動することが行われている。
【００１５】
さらにまたは代替的に駆動装置の冷却用に冷却媒体を循環させる駆動冷却装置を設けることが可能であり、この場合駆動装置冷却用の熱交換器に冷却媒体から導かれる排熱を吸収式冷凍機に取り出すための熱交換器が後置接続される。ここでは発生する排熱の利用は従って駆動装置の冷却によって加熱される冷却媒体、たとえば冷却水により行なわれる。吸収式冷凍機用のこのような熱交換器はたとえばコンプレッサの前に配置することができ、このコンプレッサ内で冷却媒体、特に水は再び冷却される。特に自動車では吸収式冷凍機はたとえばスターリングエンジンとは異なり特に有利に使用可能である。なぜなら駆動冷却媒体循環回路における温度差は一般に単に１０℃から１５℃であるが、スターリングエンジンはこの温度差は全く不適合であるからである。駆動冷却装置における排熱の取り出しはちなみに上述のように冷却された電気駆動装置でも利用される。
【００１６】
駆動装置の冷間始動の際に吸収式冷凍機がその作業を開始できるまでに若干の時間を要する。この時間をなくすために、所定の運転温度に達するまで吸収式冷凍機を電気加熱装置の電気的に作られた熱で駆動することができる。特にこの場合空調設備が作動接続されているかどうかの確認も可能である。代替的にまたはこれに付加して冷却装置が排熱のない運転期間の橋絡のために蓄冷器を有するようにすることも可能である。こうすれば空調設備はエンジンが運転温度になるまで蓄積された冷気で駆動できる。続いて蓄冷器は吸収式冷凍機により再び充填される。
【００１７】
本発明のその他の利点および特徴は以下に記載された実施例並びに図面から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明による自動車の第１の実施例を示す。
【図２】図２は本発明による自動車の第２の実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明の第１の実施例における本発明による自動車１のこの発明にとって重要な構成要素の原理図を示す。自動車１は駆動装置２として内燃機関を有し、これは駆動冷却装置３を介して冷却される。この場合冷却媒体として水が駆動冷却媒体循環回路４内を循環し、熱交換器５において駆動装置２の排熱が吸収される。熱交換器５の後には別の熱交換器６が接続され、冷却媒体はコンデンサ７内で再び冷却される。
【００２０】
熱交換器６を介してこの箇所で冷却媒体中に含まれる駆動装置２の排熱は冷却装置８にさらに導かれ、この冷却装置は本発明では吸収式冷凍機９、より詳しくは拡散吸収式冷凍機として構成されている。駆動冷却媒体循環回路４から取り出される排熱は従って吸収式冷凍機９の運転のために利用され、この冷凍機は排熱を冷気に変換する。このような現象は従来技術において広く知られており、ここで詳しく説明する必要はない。
【００２１】
吸収式冷凍機９で発生する冷気は空調設備１０の駆動およびほかの冷却すべき部品１１、たとえば電子部品１２またはバッテリ１３の冷却に利用される。
【００２２】
図２は本発明による自動車１'の別の実施例を示し、この自動車は内燃機関２を介して同様に駆動される。内燃機関２では排ガスが生じ、これは適当な排出装置１４を介して伝送される。熱交換器１５を介して排ガス中に含まれる排熱は同様に吸収式冷凍機９として構成されている冷却装置８の駆動に利用される。同様に発生した冷気は空調装置の駆動およびほかの冷却すべき部品１１の冷却に利用される。
【００２３】
さらになお指摘すべきことは、第１の実施例においても第２の実施例においても冷却装置８は蓄冷器１６を備えることができることであり、これにより駆動装置２の冷間始動の際に蓄冷器１６の冷気を利用してたとえば空調設備１０の直接的な駆動が可能になる。駆動装置２が一定の運転温度に達すれば、蓄冷器は長時間使用せずに吸収式冷凍機９により再び充填される。
【００２４】
代替的に電気式加熱装置を使用して所定の運転温度に達するまで吸収式冷凍機９を駆動することも考えられる。
【００２５】
最後に指摘すべきことは、吸収式冷凍機９は必ずしも拡散吸収式冷凍機とする必要はなく、溶媒ポンプを備えた従来形式の吸収式冷凍機を使用することができることである。後者はベルト駆動式のものを利用すれば特に有利である。
【符号の説明】
【００２６】
１、１'  自動車
２        駆動装置
３        駆動冷却装置
４        駆動冷却媒体循環回路
５        熱交換器
６        熱交換器
７        コンデンサ
８        冷却装置
９        吸収式冷凍機
１０      空調設備
１１      冷却すべき部品
１２      電子部品
１３      バッテリ
１４      排出装置
１５      熱交換器
１６      熱交換器
【図１】
2012516800.tif 000003
【図２】
2012516800.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月2日(2011.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排熱を発生する駆動装置（２）並びに内室を冷却するため冷却装置（８）を含む空調設備（１０）または冷却装置（８）により冷却すべき少なくとも１つの部品（１１）を備えた車両（１、１'）において、冷却装置（８）が駆動装置（２）の排熱を利用する吸収式冷凍機（９）として構成されることを特徴とする車両。
【請求項２】
溶媒ポンプを使用する吸収式冷凍機（９）においてこの冷凍機をベルト駆動式に駆動装置（２）または車両の走行運動により運転可能にすることを特徴とする請求項１記載の車両。
【請求項３】
車両の排ガスから吸収式冷凍機（９）の運転のために利用される排熱を取り出して吸収式冷凍機（９）に導くために熱交換器（１５）が設けられることを特徴とする請求項１または２記載の車両。
【請求項４】
駆動装置（２）を冷却するために冷却媒体を循環させる駆動冷却装置（３）が設けられ、駆動装置（２）を冷却するための熱交換器（５）に冷却媒体により導かれる排熱を吸収式冷凍機（９）に取り出すための熱交換器（６）が後置接続されることを特徴とする請求項１から３の１つに記載の車両。
【請求項５】
冷却すべき部品（１１）として少なくとも１つの二次的ユニットまたは少なくとも１つの電子部品（１２）またはバッテリ（１３）が冷却可能にされることを特徴とする請求項１から４の１つに記載の車両。
【請求項６】
冷却装置（８）が排熱のない運転期間を橋絡するために蓄冷器（１６）を備えることを特徴とする請求項１から５の１つに記載の車両。
【国際調査報告】
2012516800.tif 000005
2012516800.tif 000006
2012516800.tif 000007
2012516800.tif 000008
2012516800.tif 000009
2012516800.tif 000010