JP2016056785A - Vehicular waste heat recovery device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ランキンサイクルを利用した車両用廃熱回収装置に関する発明である。 The present invention relates to a vehicle waste heat recovery device using a Rankine cycle.
従来技術として、特開2012−184697号公報に開示された車両用廃熱回収装置が知られている。この車両用廃熱装置はランキンサイクルの熱効率を向上することを目的として、ランキンサイクルにおける、作動流体を凝縮させるランキン用凝縮器はトラックの屋根上の屋根上室内に配置されており、トラックが走行中は走行風が隙間を介して屋根上室内に流れ込み、ランキン用凝縮器に当たることによりランキン用凝縮器の放熱性が向上する構造となっている。
一方、ランキンサイクルにおける、作動流体を圧送するポンプと、ポンプによって圧送された作動流体を車両のエンジンの廃熱によって加熱する熱交換器と、熱交換器によって加熱されて気化した作動流体を膨張させて機械的エネルギーを回収する膨張機は、エンジンルーム内に配置されている。
As a conventional technique, a waste heat recovery apparatus for a vehicle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-184697 is known. In order to improve the thermal efficiency of the Rankine cycle, this waste heat device for vehicles has a Rankine condenser that condenses the working fluid in the Rankine cycle and is placed in the roof top room on the roof of the truck. Inside, the running wind flows into the rooftop room through a gap and hits the Rankine condenser, so that the heat dissipation of the Rankine condenser is improved.
On the other hand, in the Rankine cycle, the pump that pumps the working fluid, the heat exchanger that heats the working fluid pumped by the pump by the waste heat of the engine of the vehicle, and the working fluid that is heated and vaporized by the heat exchanger are expanded. The expander that recovers mechanical energy is disposed in the engine room.
このような従来技術の対応では、ランキン用凝縮器はトラックの屋根上の屋根上室内に配置され、ポンプはエンジンルーム内に配置されているので、ランキン用凝縮器の出口側とポンプの入口側を接続する配管が高温雰囲気のエンジンルーム内を通ることになる。また、ランキン用凝縮器とポンプは位置的に離れた配置となるため、その配管が長くなることになる。そのため、ランキン用凝縮器で過冷却された作動流体が、ランキン用凝縮器の出口側とポンプの入口側を接続する配管を流れる過程で過冷却がなくなり、ランキンサイクルにおけるランキンの運転が不可能になるおそれがあるといった問題点があった。 In such a conventional technology, the Rankine condenser is arranged in the roof room on the roof of the truck, and the pump is arranged in the engine room. Therefore, the Rankine condenser outlet side and the pump inlet side are arranged. The pipe that connects is passed through the engine room in a high temperature atmosphere. Moreover, since the Rankine condenser and the pump are arranged apart from each other, the piping becomes long. Therefore, the supercooled working fluid that has been supercooled by the Rankine condenser disappears in the process of flowing through the piping connecting the outlet side of the Rankine condenser and the inlet side of the pump, making it impossible to operate Rankine in the Rankine cycle. There was a problem that it might become.
本発明はこのような問題点を解決するものであり、ランキンサイクルの熱効率を向上させた車両用廃熱装置を提供するものである。 This invention solves such a problem and provides the waste heat apparatus for vehicles which improved the thermal efficiency of Rankine cycle.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、作動流体を循環させる冷媒ポンプと、前記冷媒ポンプによって送られてきた作動流体を車両のエンジンの廃熱によって加熱する加熱器と、前記加熱器によって加熱されて気化した作動流体を膨張させて出力を発生する膨張機と、前記膨張機によって膨張された作動流体を凝縮させるランキン用凝縮器とを有するランキンサイクルとを備え、前記ランキン用凝縮器は車両の屋根上に配置されている車両用廃熱回収装置において、前記冷媒ポンプは、前記ランキン用凝縮器とともに前記車両の屋根上に配置されている車両用廃熱回収装置である。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a refrigerant pump for circulating a working fluid, a heater for heating the working fluid sent by the refrigerant pump by waste heat of a vehicle engine, A Rankine cycle having an expander that expands the working fluid heated and vaporized by the heater to generate an output, and a Rankine condenser that condenses the working fluid expanded by the expander; The condenser is a vehicle waste heat recovery apparatus disposed on a roof of the vehicle, and the refrigerant pump is a vehicle waste heat recovery apparatus disposed on the roof of the vehicle together with the Rankine condenser.
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記冷媒ポンプは、前記ランキン用凝縮器よりも風下側に配置されている車両用廃熱回収装置である。
The invention of
また、請求項3の発明は、請求項2に記載の発明において、前記ランキン用凝縮器は、前記膨張機から流入する作動流体の流入口が前記ランキン用凝縮器の上部側に、前記ランキン用凝縮器内の作動流体が流出する流出口が下部側に配置されて、前記作動流体がランキン用凝縮器内を上部側から下部側に流れる凝縮器であり、前記冷媒ポンプは前記ランキン用凝縮器の下部側に配置されている車両用廃熱回収装置である。 The Rankine condenser according to a third aspect of the present invention is the Rankine condenser, wherein the inlet of the working fluid flowing in from the expander is located on the upper side of the Rankine condenser. An outlet through which the working fluid in the condenser flows out is disposed on the lower side, and the working fluid flows in the Rankine condenser from the upper side to the lower side, and the refrigerant pump is the Rankine condenser It is the waste heat recovery device for vehicles arrange | positioned at the lower part side.
また、請求項4の発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の発明において、前記膨張機は前記車両の屋根上に配置されており、前記ランキン用凝縮器、前記冷媒ポンプ、前記膨張機がひとつのユニットとして、車両の屋根上に配置されている車両用廃熱回収装置である。 The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the expander is disposed on a roof of the vehicle, and the Rankine condenser, the refrigerant pump, The expander is a waste heat recovery device for a vehicle arranged as a unit on the roof of the vehicle.
また、請求項5の発明は、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の発明において、前記ランキン用凝縮器には冷却用ファンが設けられている車両用廃熱回収装置である。 The invention according to claim 5 is the vehicle waste heat recovery apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the Rankine condenser is provided with a cooling fan. .
請求項1の発明によれば、冷媒ポンプは、ランキン用凝縮器とともに車両の屋根上に配置されている車両用廃熱回収装置であるため、ランキン用凝縮器で過冷却された作動流体が、ランキン用凝縮器の出口側とポンプの入口側を接続する配管を流れる過程で過冷却の状態を保つことができるため、ランキンサイクルの熱効率を向上させることができるという利点がある。 According to the invention of claim 1, since the refrigerant pump is a waste heat recovery device for vehicles arranged on the roof of the vehicle together with the Rankine condenser, the working fluid supercooled by the Rankine condenser is: Since the supercooled state can be maintained in the process of flowing through the piping connecting the outlet side of the Rankine condenser and the inlet side of the pump, there is an advantage that the thermal efficiency of the Rankine cycle can be improved.
また、請求項2の発明によれば、冷媒ポンプは、ランキン用凝縮器よりも風下側に配置されている車両用廃熱回収装置であるため、冷媒ポンプがランキン用凝縮器よりも風上側に配置されている場合に比して、ランキン用凝縮器を通過する風量の低下を防ぐことができるので、ランキン用凝縮器の凝縮能力の低下を防ぐことができるという利点がある。
According to the invention of
また、請求項3の発明によれば、冷媒ポンプはランキン用凝縮器下部側に配置されている車両用廃熱回収装置であるため、冷媒ポンプがランキン用凝縮器の作動流体の流れ方向において下流側に配置されることになるので、冷媒ポンプがランキン用凝縮器の作動流体の流れ方向において上流側に配置される場合に比して、ランキン用凝縮器を通過する送風による冷媒ポンプの冷却効果があがるという利点がある。 According to the invention of claim 3, since the refrigerant pump is a vehicle waste heat recovery device disposed on the Rankine condenser lower side, the refrigerant pump is downstream in the flow direction of the working fluid of the Rankine condenser. As compared with the case where the refrigerant pump is arranged upstream in the flow direction of the working fluid of the Rankine condenser, the cooling effect of the refrigerant pump by the air passing through the Rankine condenser is compared with the case where the refrigerant pump is arranged upstream of the Rankine condenser. There is an advantage that it goes up.
また、請求項4の発明によれば、膨張機は前記車両の屋根上に配置されており、ランキン用凝縮器、冷媒ポンプ、膨張機がひとつのユニットとして、車両の屋根上に配置されている車両用廃熱回収装置であるため、ランキン用凝縮器、冷媒ポンプ、膨張機を車両の屋根上に配置する際に、取付が容易になるという利点がある。 According to the invention of claim 4, the expander is disposed on the roof of the vehicle, and the Rankine condenser, the refrigerant pump, and the expander are disposed as one unit on the roof of the vehicle. Since it is a waste heat recovery device for vehicles, there is an advantage that attachment becomes easy when the Rankine condenser, the refrigerant pump, and the expander are arranged on the roof of the vehicle.
また、請求項5の発明によれば、ランキン用凝縮器には冷却用ファンが設けられている車両用廃熱回収装置であるため、車両が停止した場合でも、ランキン用凝縮器を通過する作動流体を冷却用ファンによって凝縮させることができるため、ランキンサイクルの運転ができるという利点がある。 According to the invention of claim 5, since the Rankine condenser is a vehicle waste heat recovery device in which a cooling fan is provided, the operation of passing through the Rankine condenser even when the vehicle is stopped. Since the fluid can be condensed by the cooling fan, there is an advantage that the Rankine cycle can be operated.
次に、図面において本発明の実施例を説明する。図1は本実施例である車両用廃熱回収装置の構成図である。図2は車両上における本実施例である車両用廃熱回収装置の構成を示した断面図である。図3は本実施例である車両用廃熱回収装置の一部を搭載したユニットを示す斜視図である。図4は本実施例である車両用廃熱回収装置のランキン用凝縮器の配置を示す構成図である。図5は本実施例である車両用廃熱回収装置のランキン用凝縮器に設けた開閉弁動作のフロー図を示す。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle waste heat recovery apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the vehicle waste heat recovery apparatus according to the present embodiment on the vehicle. FIG. 3 is a perspective view showing a unit on which a part of the vehicle waste heat recovery apparatus according to this embodiment is mounted. FIG. 4 is a configuration diagram showing the arrangement of Rankine condensers in the vehicle waste heat recovery apparatus according to this embodiment. FIG. 5 shows a flow chart of the on-off valve operation provided in the Rankine condenser of the waste heat recovery apparatus for a vehicle according to this embodiment.
図1は、本発明の実施例である車両用廃熱回収装置1の構成を示しており、車両30に搭載されたエンジン2、エンジン2の廃熱を電力に変換して回収するランキンサイクル3、車両の空調に用いられる冷凍サイクル20を備えている。
FIG. 1 shows a configuration of a vehicle waste heat recovery apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. An
エンジン2は水冷式のエンジンであり、図示しない循環ポンプによって冷却水循環路内を循環する冷却水によって冷却される。この冷却水循環路には後述するランキンサイクル3の加熱器5が接続されており、エンジン2を冷却することにより高温になった冷却水が加熱器5においてランキンサイクルを循環する作動流体と熱交換することによって、エンジン廃熱が回収される。
The
ランキンサイクル3は、エンジン2の廃熱を電力に変換して回収する、いわゆる電力回生のランキンサイクルであり、循環路内を流通する作動流体を循環させる冷媒ポンプ4と、冷媒ポンプ4によって送られてきた作動流体を車両30のエンジン2の廃熱によって加熱する加熱器5と、加熱器5によって加熱されて高温高圧となった作動流体を膨張させて出力を発生する膨張機6と、膨張機6によって膨張された作動流体を凝縮させるランキン用凝縮器7A、7Bと、ランキン用凝縮器7A、7Bで凝縮された作動流体を貯めておくレシーバ8と、レシーバ8からの凝縮された作動流体に過冷却を与えるサブクーラ9を有する作動流体循環路で構成されている。
Rankine cycle 3 is a so-called power regeneration Rankine cycle that recovers waste heat of
冷媒ポンプ4は電動モータ11によって駆動され、サブクーラ9から送られてきた過冷却状態の作動流体を加熱器5へと圧送する。加熱器5は冷却水循環路と作動流体循環路が接続され、エンジン2を冷却することにより高温になった冷却水循環路の冷却水と、冷媒ポンプ4から送られてきた作動流体循環路の作動流体が加熱器5において熱交換して、作動流体を高温高圧の過熱状態にする熱交換器である。
The refrigerant pump 4 is driven by the electric motor 11 and pumps the supercooled working fluid sent from the subcooler 9 to the heater 5. In the heater 5, the cooling water circulation path and the working fluid circulation path are connected, and the cooling water in the cooling water circulation path that has become high temperature by cooling the
膨張機6は加熱器5から送られてきた過熱状態の作動流体を膨張させて機械エネルギーに変換する。膨張機6には発電機12が接続されており、膨張機6で得た機械エネルギーを電力に変換し、図示しないバッテリーに蓄えられる。ランキン用凝縮器7A、7Bは、膨張機6によって膨張した作動流体と外気との間で熱交換を行わせることによって作動流体を凝縮(液化)させる熱交換器である。 The expander 6 expands the superheated working fluid sent from the heater 5 and converts it into mechanical energy. A power generator 12 is connected to the expander 6, and mechanical energy obtained by the expander 6 is converted into electric power and stored in a battery (not shown). The Rankine condensers 7A and 7B are heat exchangers that condense (liquefy) the working fluid by exchanging heat between the working fluid expanded by the expander 6 and the outside air.
冷凍サイクル20は、圧縮機21、冷凍回路用凝縮器22、膨張弁23、蒸発器24と、これらを接続する冷媒循環路で構成されており、圧縮機21によって高温高圧となった冷媒が冷凍回路用凝縮器22によって凝縮され、凝縮された冷媒は膨張弁23によって減圧膨張し、減圧膨張した冷媒は蒸発器24によって蒸発され、蒸発された冷媒は圧縮機21へ送られて、再び圧縮機21で圧縮されて冷媒循環路内を循環する。圧縮機21は伝達ベルト25を介してエンジン2の動力により駆動する。蒸発器24は、冷媒が車両30の室内へ送られる空気から熱を吸収することにより車両30の室内へ送られる空気を冷却する。冷凍回路用凝縮器22には図示しないファンが設けられて車両30のエンジンルーム31内に配置されており、圧縮機21によって高温高圧となった冷媒を冷凍回路用凝縮器22を流通する過程で、走行風、もしくは、ファンの送風により凝縮させる。
The refrigeration cycle 20 is composed of a
図2に示すように、ランキンサイクル3の冷媒ポンプ4、膨張機6、ランキン用凝縮器7A、7B、レシーバ8、サブクーラ9は、車両30の屋根上32に配置されている。
一方、ランキンサイクル3の加熱器5は、図1に示すように、エンジン2を冷却することにより高温になった冷却水とランキンサイクル3を循環する作動流体とを熱交換させるため、エンジンルーム31内に配置されている。
As shown in FIG. 2, the refrigerant pump 4, the expander 6, the Rankine condensers 7 </ b> A and 7 </ b> B, the receiver 8, and the subcooler 9 of the Rankine cycle 3 are arranged on the
On the other hand, as shown in FIG. 1, the heater 5 of the Rankine cycle 3 exchanges heat between the coolant that has become high temperature by cooling the
ランキンサイクル3の冷媒ポンプ4、膨張機6、ランキン用凝縮器7A、7B、レシーバ8、サブクーラ9の配置の詳細については、図3に示す。ランキンサイクル3の冷媒ポンプ4、膨張機6、ランキン用凝縮器7A、7B、レシーバ8、サブクーラ9が、側面視が略L字であって垂直面部34と底面部35とで構成されたフレーム構造からなるベース部材33上に配置してあり、ベース部材33は垂直面部34が車両30の前後方向において前側になるように車両30の屋根上32に配置してある。
Details of the arrangement of the refrigerant pump 4, the expander 6, the Rankine condensers 7A and 7B, the receiver 8, and the subcooler 9 in the Rankine cycle 3 are shown in FIG. A frame structure in which the refrigerant pump 4, the expander 6, the Rankine condensers 7 </ b> A and 7 </ b> B, the receiver 8, and the subcooler 9 of the Rankine cycle 3 are substantially L-shaped in a side view and include a vertical surface portion 34 and a bottom surface portion 35. The
ベース部材33の垂直面部34には、2個のランキン用凝縮器7A、7Bが車両30の幅方向に並べられて配置されており、前側から見て右側に配置されるランキン用凝縮器7A(以下、右側ランキン用凝縮器という。)の下方にはサブクーラ9が右側ランキン用凝縮器7Aと一体になって配置している。また、右側ランキン用凝縮器7Aとサブクーラ9の背面側には2個の冷却ファン10A、10Bが横配列で配置している。前側から見て左側に配置されるランキン用凝縮器7B(以下、左側ランキン用凝縮器という。)には冷却用のファンは設けられていない。図5に示すように、冷却ファン10A、10Bは車両の速度が所定速度以下の場合(車両が停止している場合も含む。以下、同じ)に駆動させ、所定速度より速い場合は停止させる駆動制御を行う。従って、車両30が走行している場合は2個のランキン用凝縮器7A、7Bは走行風を受け、車両30の速度が所定速度以下で十分な走行風が発生しない場合は、左側ランキン用凝縮器7Bは走行風による送風を受けないが、右側ランキン用凝縮器7Aとサブクーラ9は冷却ファン10A、10Bによる送風を受けることができる。そのため、車両30の速度が所定速度以下で十分な走行風が発生しない場合であっても、右側ランキン用凝縮器7A内を流通する作動流体は冷却ファン10A、10Bの送風により放熱するので、ランキンサイクル3は運転することができる。
On the vertical surface portion 34 of the
それぞれのランキン用凝縮器7A、7Bは、図示しない左右両端のヘッダ間にチューブが水平方向に配列されたマルチフロータイプの凝縮器であり、それぞれのランキン用凝縮器7A、7Bの正面視左側のヘッダ上部には膨張機から送られてきた作動流体が流入する流入口41A、41Bが設けられており、右側ランキン凝縮器7Aの正面視左側のヘッダ下部、左側ランキン凝縮器7Bの正面視右側のヘッダ下部には、それぞれのランキン用凝縮器内を流れた作動流体が流出する流出口42A、42Bが設けられている。
Each Rankine condenser 7A, 7B is a multi-flow type condenser in which tubes are arranged in a horizontal direction between headers on the left and right ends (not shown). The Rankine condensers 7A, 7B In the header upper part,
膨張機6とランキン用凝縮器7A、7Bは作動流体循環路を構成する配管で接続されており、その配管はそれぞれのランキン用凝縮器7A、7Bの直前で分岐し、分岐した配管は右側ランキン用凝縮器7Aの流入口41Aと左側ランキン用凝縮器7Bの流入口41Bにそれぞれ接続する。さらに、左側ランキン用凝縮器7Bの流入口41Bと接続する配管には開閉弁45が設けられている。また、それぞれのランキン用凝縮器7A、7Bの流出口42A、42Bと接続する配管はレシーバ8の直前で合流してレシーバ8の底面に設けられた入口に接続し、レシーバ8の底面に設けられた出口と接続する配管はサブクーラ9の一端側に接続し、サブクーラ9の他端側に接続する配管は冷媒ポンプ4に接続している。
従って、それぞれのランキン用凝縮器7A、7Bに流入した作動流体は、走行風、もしくは、冷却ファン10A、10Bの送風によって、ランキン用凝縮機7A、7Bの上部側から下部側に流れる過程で放熱され、また、レシーバ8を介してサブクーラ9を流れる過程で過冷却されて冷媒ポンプ4に送られる。そのため、ランキン用凝縮器7A、7B、および、サブクーラ9内を流れる作動流体は上部側よりも下部側の方が冷却されている。尚、本実施例では、左側ランキン用凝縮器7Bの流入口41Bと接続する配管に開閉弁45を設けているが、ランキン用凝縮器7Bの流出口42Bと接続する配管であって、ランキン用凝縮器7Aの流出口42Aと接続する配管との合流点までの間に開閉弁45を設けても構わない。
The expander 6 and Rankine condensers 7A and 7B are connected by piping constituting the working fluid circulation path, and the piping branches immediately before the Rankine condensers 7A and 7B. The branched piping is the right Rankine. The
Accordingly, the working fluid that has flowed into the Rankine condensers 7A and 7B dissipates heat while flowing from the upper side to the lower side of the Rankine condensers 7A and 7B by running wind or by the cooling fans 10A and 10B. In the course of flowing through the subcooler 9 via the receiver 8, the refrigerant is supercooled and sent to the refrigerant pump 4. Therefore, the working fluid flowing through the Rankine condensers 7A and 7B and the subcooler 9 is cooled on the lower side rather than on the upper side. In this embodiment, the on-off
レシーバ8は縦長構造であり、レシーバ8、冷媒ポンプ4、電動モータ11は右側ランキン用凝縮器7Aの背面側であってベース部材32の底面部34にブラケットを介して固定されている。すなわち、レシーバ8、冷媒ポンプ4、電動モータ11は右側ランキン用凝縮器7A、および、サブクーラ9の風下側に配置されているので、右側ランキン用凝縮器7Aの前面側には走行風を遮るものがないため、右側ランキン用凝縮器7Aでの効果的な放熱が可能となる。また、レシーバ8の作動流体が溜まる下部と冷媒ポンプ4は右側ランキン用凝縮器7Aの下部側に配置されることから、右側ランキン用凝縮器7Aの下部側、および、サブクーラ9を通過した走行風、もしくは、冷却ファン10A、10Bによる送風がレシーバ8の作動流体が溜まる下部と冷媒ポンプ4に当たるため、右側ランキン用凝縮器7Aの上部側を通過した走行風、もしくは、冷却ファン10A、10Bによる送風よりも低い温度の送風が当たることになる。そのため、サブクーラ9で過冷却された作動流体が冷媒ポンプ4に送られる過程で過冷却が失われる可能性が、エンジンルームに冷媒ポンプ4が配置される場合、または、右側ランキン用凝縮器7Aの上部側に冷媒ポンプ4とレシーバ8が配置される場合に比して、ランキンサイクル3の熱効率を向上させることができるという利点がある。
The receiver 8 has a vertically long structure, and the receiver 8, the refrigerant pump 4, and the electric motor 11 are fixed to the bottom surface portion 34 of the
また、レシーバ8と冷媒ポンプ4は、右側ランキン用凝縮器7Aの背面側、すなわち、冷却ファン10A、10Bが設けられている右側ランキン用凝縮器7Aの風下側に配置されているので、車両30の速度が所定速度以下で十分な走行風が発生しない場合であっても、冷却ファン10A、10Bによる送風でレシーバ8と冷媒ポンプ4を冷却することができるため、サブクーラ9で過冷却された作動流体が冷媒ポンプ4に送られる過程で過冷却が失われる可能性が、冷却ファンのない左側ランキン用凝縮器7Bの背面側にレシーバ8と冷媒ポンプ4が配置される場合に比して少なくなるため、ランキンサイクル3の熱効率を向上させることができるという利点がある。 Further, the receiver 8 and the refrigerant pump 4 are disposed on the back side of the right Rankine condenser 7A, that is, on the leeward side of the right Rankine condenser 7A provided with the cooling fans 10A and 10B. Since the receiver 8 and the refrigerant pump 4 can be cooled by the air blown by the cooling fans 10A and 10B even if the speed of the air is below the predetermined speed and sufficient traveling wind is not generated, the operation is overcooled by the subcooler 9. The possibility that the supercooling is lost in the process in which the fluid is sent to the refrigerant pump 4 is less than when the receiver 8 and the refrigerant pump 4 are arranged on the back side of the left Rankine condenser 7B without a cooling fan. Therefore, there is an advantage that the thermal efficiency of the Rankine cycle 3 can be improved.
また、本実施例では左右それぞれのランキン用凝縮器7A、7Bの入口直前で配管が分岐し、左右それぞれのランキン用凝縮器7A、7Bの出口直後で配管が合流して、左右のランキン用凝縮器7A、7Bが並列に配列されているので、ランキン凝縮器が直列に配列される場合に比して作動流体の圧力損失が小さくなる効果がある。 Further, in this embodiment, the piping branches immediately before the left and right Rankine condensers 7A and 7B, and the piping merges immediately after the left and right Rankine condensers 7A and 7B, respectively. Since the devices 7A and 7B are arranged in parallel, there is an effect that the pressure loss of the working fluid is reduced as compared with the case where the Rankine condensers are arranged in series.
本実施例では送風ファンが設けられていない左側ランキン用凝縮器7Bと接続する配管に開閉弁45を設けているが、必ずしも開閉弁45を設けなくてもよい。開閉弁45を設けなくても、車両30の速度が所定速度以下で十分な走行風が発生しない場合であって送風ファン10A、10Bが作動している場合は、送風ファン10A、10Bが設けられている右側ランキン用凝縮器7Aにおいては送風ファン10A、10Bの送風により作動流体は凝縮されるため、右側ランキン用凝縮器7A内の作動流体の圧力が左側ランキン用凝縮器7B内の作動流体の圧力より低くなるので、作動流体は送風ファン10A、10Bが設けられている右側ランキン用凝縮器7A側に流れ込むからである。
また、本実施例のように、送風ファンが設けられていない左側ランキン用凝縮器7Bと接続する配管に開閉弁45を設け、図5に示した制御フローのように、車両30の速度が所定速度以下で十分な走行風が発生しない場合であって送風ファン10A、10Bが作動している場合(車両30が停止している場合も含む。)に、前記開閉弁45を閉じる制御を行えば、送風ファン10A、10Bが設けられている右側ランキン用凝縮器7Aだけに作動流体を流すことができるため、ランキンサイクル3の運転を安定させることが可能である。尚、本実施例では車両の速度に基づき送風ファン10A、10Bの駆動制御と開閉弁45の開閉制御を行っているが、ランキン用凝縮器を通過する走行風を検知する風速センサーを設けて、風速が所定速度以下の場合に送風ファン10A、10Bを駆動させ、開閉弁45を閉じる制御を行っても構わない。
In this embodiment, the opening / closing
Further, as in this embodiment, an opening / closing
また、本実施例におけるランキンサイクル3の冷媒ポンプ4、電動モータ11、膨張機6、発電機12、ランキン用凝縮器7A、7B、レシーバ8、サブクーラ9は、側面視が略L字であって垂直面部34と底面部35とで構成されたフレーム構造からなるベース部材33上に配置してあるユニット構造であるため、冷媒ポンプ4、電動モータ11、膨張機6、発電機12、ランキン用凝縮器7A、7B、レシーバ8、サブクーラ9の車両30の屋根上31への設置が、それぞれを個別に車両30の屋根上31に設置する場合に比して、作業が簡易であるというメリットがある。
尚、本実施例のランキンサイクル3では、レシーバ8、サブクーラ9を設けているが、レシーバ8は省略することが可能であり、また、ランキン用凝縮器をサブクーラ付とすることによりサブクーラ9を省略することも可能である。
また、本実施例のランキンサイクル3では、右側ランキン用凝縮器7Aに送風ファン10A、10Bを2個設けているが、1個、または、3個以上であっても構わない。
Further, the refrigerant pump 4, the electric motor 11, the expander 6, the generator 12, the Rankine condensers 7A and 7B, the receiver 8, and the subcooler 9 in the Rankine cycle 3 in this embodiment are substantially L-shaped in side view. Since the unit structure is arranged on the
In the Rankine cycle 3 of this embodiment, the receiver 8 and the subcooler 9 are provided. However, the receiver 8 can be omitted, and the subcooler 9 is omitted by providing the Rankine condenser with a subcooler. It is also possible to do.
In the Rankine cycle 3 of this embodiment, the right Rankine condenser 7A is provided with the two blower fans 10A and 10B, but may be one or three or more.
1 車両用廃熱回収装置、2 エンジン、3ランキンサイクル、4 冷媒ポンプ、
5 加熱器、6 膨張機、7A,7B ランキン用凝縮器、10A,10B 冷却ファン、
30 車両、32 車両の屋根、33 ベース部材
1 Vehicle waste heat recovery device, 2 engine, 3 Rankine cycle, 4 refrigerant pump,
5 Heater, 6 Expander, 7A, 7B Condenser for Rankine, 10A, 10B Cooling fan,
30 vehicle, 32 vehicle roof, 33 base member
Claims (5)
前記ランキン用凝縮器は車両の屋根上に配置されている車両用廃熱回収装置において、前記冷媒ポンプは、前記ランキン用凝縮器とともに前記車両の屋根上に配置されている車両用廃熱回収装置。 A refrigerant pump that circulates the working fluid, a heater that heats the working fluid sent by the refrigerant pump by waste heat of a vehicle engine, and an output that is expanded by heating and vaporizing the working fluid heated by the heater. A Rankine cycle having a generated expander and a Rankine condenser for condensing the working fluid expanded by the expander;
The Rankine condenser is disposed on the roof of the vehicle, and the refrigerant pump is disposed on the roof of the vehicle together with the Rankine condenser. .
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