JP2001182504A - 車載用ランキンサイクルシステム - Google Patents
車載用ランキンサイクルシステムInfo
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 蒸発器２および膨脹器３間における熱効率を
向上させ，またコンパクト化を図られた車載用ランキン
サイクルシステムＲを提供する。 【解決手段】 ランキンサイクルシステムＲは，車両Ｖ
に搭載され，且つ車両用内燃機関１が発生する排気ガス
を熱源として利用したものである。そのシステムＲは，
排気ガスを用いて高圧状態の液体から温度上昇を図られ
た高圧状態の蒸気を発生する蒸発器２と，その蒸気の膨
脹によって出力を発生する膨脹器３と，その膨脹器３か
ら排出された，前記膨脹により温度および圧力が降下し
た蒸気を液化する凝縮器４と，その凝縮器４からの水を
蒸発器２に加圧供給する供給ポンプ５とを備えている。
蒸発器２および膨脹器３は，相互に近接すると共に温度
上昇した内燃機関１の熱を受容すべくその機関１に直接
取付けられて高温部を構成する。
向上させ，またコンパクト化を図られた車載用ランキン
サイクルシステムＲを提供する。 【解決手段】 ランキンサイクルシステムＲは，車両Ｖ
に搭載され，且つ車両用内燃機関１が発生する排気ガス
を熱源として利用したものである。そのシステムＲは，
排気ガスを用いて高圧状態の液体から温度上昇を図られ
た高圧状態の蒸気を発生する蒸発器２と，その蒸気の膨
脹によって出力を発生する膨脹器３と，その膨脹器３か
ら排出された，前記膨脹により温度および圧力が降下し
た蒸気を液化する凝縮器４と，その凝縮器４からの水を
蒸発器２に加圧供給する供給ポンプ５とを備えている。
蒸発器２および膨脹器３は，相互に近接すると共に温度
上昇した内燃機関１の熱を受容すべくその機関１に直接
取付けられて高温部を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車載用ランキンサイ
クルシステム，特に，車両に搭載され，且つ車両用原動
機が発生する熱源を利用したランキンサイクルシステム
であって，前記熱源を用いて高圧状態の液体から温度上
昇を図られた高圧状態の蒸気を発生する蒸発器と，その
蒸気の膨脹によって出力を発生する膨脹器と，その膨脹
器から排出される，前記膨脹により温度および圧力が降
下した蒸気を液化する凝縮器と，その凝縮器からの液体
を蒸発器に加圧供給する供給ポンプとを備えたものに関
する。
クルシステム，特に，車両に搭載され，且つ車両用原動
機が発生する熱源を利用したランキンサイクルシステム
であって，前記熱源を用いて高圧状態の液体から温度上
昇を図られた高圧状態の蒸気を発生する蒸発器と，その
蒸気の膨脹によって出力を発生する膨脹器と，その膨脹
器から排出される，前記膨脹により温度および圧力が降
下した蒸気を液化する凝縮器と，その凝縮器からの液体
を蒸発器に加圧供給する供給ポンプとを備えたものに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来，この種のランキンサイクルシステ
ムとしては，特許第２５４０７３８号公報に開示された
ものが公知である。
ムとしては，特許第２５４０７３８号公報に開示された
ものが公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のも
のは，エンジンルーム内において，蒸発器と膨脹器とを
離して配置しているため，それらの間の接続管路が長く
なり，蒸発器で生成された蒸気の熱損失および圧力損失
が生じ易く，熱効率が低くなる，という問題があった。
さらに，ランキンサイクルシステムを車体に搭載する場
合には，それに応じて車体の重量が増加し，またその占
有スペースを必要とするため車体設計の自由度が大きく
奪われることになるので，そのシステムをコンパクトに
構成することが要求されるが，従来のものによってはそ
の要求を満足することはできない。
のは，エンジンルーム内において，蒸発器と膨脹器とを
離して配置しているため，それらの間の接続管路が長く
なり，蒸発器で生成された蒸気の熱損失および圧力損失
が生じ易く，熱効率が低くなる，という問題があった。
さらに，ランキンサイクルシステムを車体に搭載する場
合には，それに応じて車体の重量が増加し，またその占
有スペースを必要とするため車体設計の自由度が大きく
奪われることになるので，そのシステムをコンパクトに
構成することが要求されるが，従来のものによってはそ
の要求を満足することはできない。
【０００４】さらにまた，原動機，蒸発器および膨脹器
が温度上昇下にあり，一方，凝縮器が冷却状態にあれば
それらの作動効率向上を図る上で有利であるが，従来の
ものにはこのような工夫はなされていない。
が温度上昇下にあり，一方，凝縮器が冷却状態にあれば
それらの作動効率向上を図る上で有利であるが，従来の
ものにはこのような工夫はなされていない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は，蒸発器および
膨脹器間における熱効率を向上させ，またコンパクト化
を図られた前記ランキンサイクルシステムを提供するこ
とを目的とする。
膨脹器間における熱効率を向上させ，またコンパクト化
を図られた前記ランキンサイクルシステムを提供するこ
とを目的とする。
【０００６】前記目的を達成するため本発明によれば，
車両に搭載され，且つ車両用原動機が発生する熱源を利
用したランキンサイクルシステムであって，前記熱源を
用いて高圧状態の液体から温度上昇を図られた高圧状態
の蒸気を発生する蒸発器と，その蒸気の膨脹によって出
力を発生する膨脹器と，その膨脹器から排出される，前
記膨脹により温度および圧力が降下した蒸気を液化する
凝縮器と，その凝縮器からの液体を前記蒸発器に加圧供
給する供給ポンプとを備え，前記蒸発器および膨脹器
は，相互に近接すると共に温度上昇した前記原動機の熱
を受容すべくその原動機に近接して，高温部を構成して
いる，車載用ランキンサイクルシステムが提供される。
車両に搭載され，且つ車両用原動機が発生する熱源を利
用したランキンサイクルシステムであって，前記熱源を
用いて高圧状態の液体から温度上昇を図られた高圧状態
の蒸気を発生する蒸発器と，その蒸気の膨脹によって出
力を発生する膨脹器と，その膨脹器から排出される，前
記膨脹により温度および圧力が降下した蒸気を液化する
凝縮器と，その凝縮器からの液体を前記蒸発器に加圧供
給する供給ポンプとを備え，前記蒸発器および膨脹器
は，相互に近接すると共に温度上昇した前記原動機の熱
を受容すべくその原動機に近接して，高温部を構成して
いる，車載用ランキンサイクルシステムが提供される。
【０００７】前記のように構成すると，蒸発器および膨
脹器間の接続管路を短縮すると共にそれら蒸発器および
膨脹器，つまり高温部を原動機の熱で温度上昇させて，
蒸発器で生成され，且つ温度上昇を図られた高圧状態の
蒸気の熱損失および圧力損失を極力抑制し，これにより
蒸発器および膨脹器間における熱効率を向上させること
ができる。 また原動機に蒸発器および膨脹器を近接さ
せてコンパクト化を図ったので，ランキンサイクルシス
テムの車載性を向上させることができると共に他の部材
との重量配分がとり易くなる。
脹器間の接続管路を短縮すると共にそれら蒸発器および
膨脹器，つまり高温部を原動機の熱で温度上昇させて，
蒸発器で生成され，且つ温度上昇を図られた高圧状態の
蒸気の熱損失および圧力損失を極力抑制し，これにより
蒸発器および膨脹器間における熱効率を向上させること
ができる。 また原動機に蒸発器および膨脹器を近接さ
せてコンパクト化を図ったので，ランキンサイクルシス
テムの車載性を向上させることができると共に他の部材
との重量配分がとり易くなる。
【０００８】さらに膨脹器の出力軸と，原動機軸および
変速機軸（変速機を備えている場合）とを平行に，且つ
近接配置することが可能であるから，それらの間に設け
られる伝動機構を軸間の定まったギア等を用いてコンパ
クトに構成することが可能である。
変速機軸（変速機を備えている場合）とを平行に，且つ
近接配置することが可能であるから，それらの間に設け
られる伝動機構を軸間の定まったギア等を用いてコンパ
クトに構成することが可能である。
【０００９】また本発明は，原動機，蒸発器および膨脹
器を温度上昇下で，一方，凝縮器を冷却下でそれぞれ効
率良く作動させるようにした前記車載用ランキンサイク
ルシステムを提供することを目的とする。
器を温度上昇下で，一方，凝縮器を冷却下でそれぞれ効
率良く作動させるようにした前記車載用ランキンサイク
ルシステムを提供することを目的とする。
【００１０】前記目的を達成するため本発明によれば，
前記原動機，蒸発器および膨脹器を前記凝縮器に対して
遮蔽する遮熱部材を備えている車載用ランキンサイクル
システムが提供される。
前記原動機，蒸発器および膨脹器を前記凝縮器に対して
遮蔽する遮熱部材を備えている車載用ランキンサイクル
システムが提供される。
【００１１】このように構成すると，凝縮器のための冷
却風が，高温部を構成する蒸発器等に当たることを防止
すると共に蒸発器等から放散された熱が凝縮器に伝播す
ることを防止し，これにより，原動機，蒸発器および膨
脹器を温度上昇下に保持し，一方，凝縮器を冷却状態に
保持して，それらの作動効率の向上を図ることができ
る。また遮熱部材を車体に取付けることによって車体剛
性を向上させることが可能である。
却風が，高温部を構成する蒸発器等に当たることを防止
すると共に蒸発器等から放散された熱が凝縮器に伝播す
ることを防止し，これにより，原動機，蒸発器および膨
脹器を温度上昇下に保持し，一方，凝縮器を冷却状態に
保持して，それらの作動効率の向上を図ることができ
る。また遮熱部材を車体に取付けることによって車体剛
性を向上させることが可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に示すランキンサイクルシス
テムＲは，車両に搭載され，且つ車両用原動機としての
内燃機関１が発生する排気ガスを熱源として利用するも
のである。そのランキンサイクルシステムＲは，排気ガ
スを用いて高圧状態の液体，例えば水から温度上昇を図
られた高圧状態の蒸気，つまり高温高圧蒸気を発生する
蒸発器２と，その高温高圧蒸気の膨脹によって出力を発
生する膨脹器３と，その膨脹器３から排出される，前記
膨脹により温度および圧力が降下した蒸気，つまり降温
降圧蒸気を液化する凝縮器４と，その凝縮器４からの水
を蒸発器２に加圧供給する供給ポンプ５を備えている。
テムＲは，車両に搭載され，且つ車両用原動機としての
内燃機関１が発生する排気ガスを熱源として利用するも
のである。そのランキンサイクルシステムＲは，排気ガ
スを用いて高圧状態の液体，例えば水から温度上昇を図
られた高圧状態の蒸気，つまり高温高圧蒸気を発生する
蒸発器２と，その高温高圧蒸気の膨脹によって出力を発
生する膨脹器３と，その膨脹器３から排出される，前記
膨脹により温度および圧力が降下した蒸気，つまり降温
降圧蒸気を液化する凝縮器４と，その凝縮器４からの水
を蒸発器２に加圧供給する供給ポンプ５を備えている。
【００１３】図２に具体的に示すように，内燃機関１
は，車両Ｖの機関室Ｅｒ内に，クランク軸７のクランク
ジャーナル軸線を車幅方向と平行にし，且つシリンダヘ
ッドカバー８が車両Ｖの前側に，またオイルパン９が車
両Ｖの後側にそれぞれ位置するように傾斜して配設され
ている。蒸発器２は，その排気ガス導入側を内燃機関１
の下向きの排気ポート１０に連通させてシリンダヘッド
１１に取付けられ，その排気ガス導出側は排気管１２に
接続される。蒸発器２は，内燃機関１が多気筒の場合，
例えば各気筒に設けられ，これは以下の実施例において
同じである。膨脹器３は，蒸発器２の下方に，且つそれ
に近接するように配置され，シリンダブロック１３およ
びクランクケース１４に一連に延びるブラケット１５に
取付けられている。これにより蒸発器２および膨脹器３
は，内燃機関１を介して伝熱的に連結されて高温部を構
成する。凝縮器４および供給ポンプ５は，機関室Ｅｒに
おいて内燃機関１の前方に配設され，また内燃機関用変
速機１６は膨脹器３およびオイルパン９に近接させて機
関室Ｅｒ内に配設されている。凝縮器４は，内燃機関１
との対向面側に吸引ファン６を有する。
は，車両Ｖの機関室Ｅｒ内に，クランク軸７のクランク
ジャーナル軸線を車幅方向と平行にし，且つシリンダヘ
ッドカバー８が車両Ｖの前側に，またオイルパン９が車
両Ｖの後側にそれぞれ位置するように傾斜して配設され
ている。蒸発器２は，その排気ガス導入側を内燃機関１
の下向きの排気ポート１０に連通させてシリンダヘッド
１１に取付けられ，その排気ガス導出側は排気管１２に
接続される。蒸発器２は，内燃機関１が多気筒の場合，
例えば各気筒に設けられ，これは以下の実施例において
同じである。膨脹器３は，蒸発器２の下方に，且つそれ
に近接するように配置され，シリンダブロック１３およ
びクランクケース１４に一連に延びるブラケット１５に
取付けられている。これにより蒸発器２および膨脹器３
は，内燃機関１を介して伝熱的に連結されて高温部を構
成する。凝縮器４および供給ポンプ５は，機関室Ｅｒに
おいて内燃機関１の前方に配設され，また内燃機関用変
速機１６は膨脹器３およびオイルパン９に近接させて機
関室Ｅｒ内に配設されている。凝縮器４は，内燃機関１
との対向面側に吸引ファン６を有する。
【００１４】蒸発器２の高温高圧蒸気供給側は膨脹器３
の高温高圧蒸気受入側に細く，且つ短い導管１７を介し
て接続され，また膨脹器３の降温降圧蒸気排出側は，凝
縮器４の上部に存する降温降圧蒸気受入側に太く，且つ
長い導管１８を介して接続されている。水タンク１９は
凝縮器４の水出口側に導管２０を介して接続される。供
給ポンプ５の吸込み側は水タンク１９に，一方，吐出側
は蒸発器２の水入口側に導管２１を介してそれぞれ接続
される。凝縮器４の上部に存する負圧式作動器２２は，
導管２３を介し，上向きの吸気ポート２４に連通する吸
気管２５に接続され，未凝縮の蒸気および凝縮過程で生
じた非凝縮性ガスを，水出口側に接続された吸引管２６
を介して吸引し，次いで排出管２７を通じて降温降圧蒸
気用導管１８に戻して凝縮器４内を通す，といったよう
に循環させ，これにより凝縮器４内における非凝縮性ガ
スの滞留に起因した凝縮効率の低下を防止する。図２に
おいて，Ｐはピストン，Ｃはコンロッド，Ｖｉは吸気
弁，Ｖｅは排気弁，Ｗは車輪である。
の高温高圧蒸気受入側に細く，且つ短い導管１７を介し
て接続され，また膨脹器３の降温降圧蒸気排出側は，凝
縮器４の上部に存する降温降圧蒸気受入側に太く，且つ
長い導管１８を介して接続されている。水タンク１９は
凝縮器４の水出口側に導管２０を介して接続される。供
給ポンプ５の吸込み側は水タンク１９に，一方，吐出側
は蒸発器２の水入口側に導管２１を介してそれぞれ接続
される。凝縮器４の上部に存する負圧式作動器２２は，
導管２３を介し，上向きの吸気ポート２４に連通する吸
気管２５に接続され，未凝縮の蒸気および凝縮過程で生
じた非凝縮性ガスを，水出口側に接続された吸引管２６
を介して吸引し，次いで排出管２７を通じて降温降圧蒸
気用導管１８に戻して凝縮器４内を通す，といったよう
に循環させ，これにより凝縮器４内における非凝縮性ガ
スの滞留に起因した凝縮効率の低下を防止する。図２に
おいて，Ｐはピストン，Ｃはコンロッド，Ｖｉは吸気
弁，Ｖｅは排気弁，Ｗは車輪である。
【００１５】前記のように，蒸発器２および膨脹器３を
相互に近接させると共に内燃機関１に近接させる，図２
の例では内燃機関１に直接取付けると，蒸発器２および
膨脹器３間の導管１７の長さを短縮すると共にそれら蒸
発器２および膨脹器３を内燃機関１の熱で温度上昇させ
て，蒸発器２で生成された高温高圧蒸気の熱損失および
圧力損失を極力抑制し，これにより蒸発器２および膨脹
器３間における熱効率を向上させることができる。
相互に近接させると共に内燃機関１に近接させる，図２
の例では内燃機関１に直接取付けると，蒸発器２および
膨脹器３間の導管１７の長さを短縮すると共にそれら蒸
発器２および膨脹器３を内燃機関１の熱で温度上昇させ
て，蒸発器２で生成された高温高圧蒸気の熱損失および
圧力損失を極力抑制し，これにより蒸発器２および膨脹
器３間における熱効率を向上させることができる。
【００１６】また内燃機関１に蒸発器２および膨脹器３
を直接取付けてコンパクト化を図ったので，ランキンサ
イクルシステムＲの車載性を向上させることができると
共に他の部材との重量配分がとり易くなる。
を直接取付けてコンパクト化を図ったので，ランキンサ
イクルシステムＲの車載性を向上させることができると
共に他の部材との重量配分がとり易くなる。
【００１７】図３に示す実施例において，車両Ｖの機関
室Ｅｒ内にケーシング２８が設置され，そのケーシング
２８内に内燃機関１，膨脹器３および内燃機関用変速機
１６が収納される。内燃機関１は，クランク軸７のクラ
ンクジャーナル軸線を車幅方向と平行にし，且つシリン
ダバレル中心線を鉛直にして，そのシリンダブロック１
３からオイルパン９までの部分がケーシング２８内に収
められている。ケーシング２８から突出しているシリン
ダヘッド１１において，吸気ポート２４は車両前方に向
かって開口し，その開口部に吸気管２５が連通し，一
方，排気ポート１０は車両後方に向かって開口し，その
開口部に蒸発器２の排気ガス導入側が連通する。膨脹器
３は蒸発器２の直下に，また変速機１６は膨脹器３の直
下にそれぞれ位置する。
室Ｅｒ内にケーシング２８が設置され，そのケーシング
２８内に内燃機関１，膨脹器３および内燃機関用変速機
１６が収納される。内燃機関１は，クランク軸７のクラ
ンクジャーナル軸線を車幅方向と平行にし，且つシリン
ダバレル中心線を鉛直にして，そのシリンダブロック１
３からオイルパン９までの部分がケーシング２８内に収
められている。ケーシング２８から突出しているシリン
ダヘッド１１において，吸気ポート２４は車両前方に向
かって開口し，その開口部に吸気管２５が連通し，一
方，排気ポート１０は車両後方に向かって開口し，その
開口部に蒸発器２の排気ガス導入側が連通する。膨脹器
３は蒸発器２の直下に，また変速機１６は膨脹器３の直
下にそれぞれ位置する。
【００１８】さらに機関室Ｅｒ内には，内燃機関１の前
方に位置するように凝縮器４が配設され，またその内燃
機関１，蒸発器２および膨脹器３を凝縮器４に対して遮
蔽する遮熱部材２９が備えられている。遮熱部材２９
は，内燃機関１および凝縮器４間に存する前面板３０
と，内燃機関１および蒸発器２の上方を覆う上面板３１
と，内燃機関１，蒸発器２，膨脹器３および変速機１６
の左右両側に存する一対の側面板３２とよりなる。これ
により遮熱部材２９の外面側は凝縮器４の冷却ファン６
による冷却風通路３４となる。
方に位置するように凝縮器４が配設され，またその内燃
機関１，蒸発器２および膨脹器３を凝縮器４に対して遮
蔽する遮熱部材２９が備えられている。遮熱部材２９
は，内燃機関１および凝縮器４間に存する前面板３０
と，内燃機関１および蒸発器２の上方を覆う上面板３１
と，内燃機関１，蒸発器２，膨脹器３および変速機１６
の左右両側に存する一対の側面板３２とよりなる。これ
により遮熱部材２９の外面側は凝縮器４の冷却ファン６
による冷却風通路３４となる。
【００１９】吸気管２５は前面板３０を貫通して冷却風
通路３４内に突出し，また膨脹器３の降温降圧蒸気用導
管１８はケーシング２８および前面板３０下部を貫通し
て凝縮器４に接続される。
通路３４内に突出し，また膨脹器３の降温降圧蒸気用導
管１８はケーシング２８および前面板３０下部を貫通し
て凝縮器４に接続される。
【００２０】このように構成すると，凝縮器４のための
冷却風が高温部を構成する蒸発器２および膨脹器３だけ
でなく内燃機関１に当たることを防止すると共に蒸発器
２等から放散された熱が凝縮器４に伝播することを防止
し，これにより，蒸発器２，膨脹器３および内燃機関１
を温度上昇下に保持し，一方，凝縮器４を冷却状態に保
持して，それらの作動効率の向上を図ることができる。
また遮熱部材２９を車体に取付けることによって車体剛
性を向上させることが可能である。さらに吸気管２５を
冷却風通路３４に突出させておくと，その温度上昇を抑
制して性能低下を回避することができる。
冷却風が高温部を構成する蒸発器２および膨脹器３だけ
でなく内燃機関１に当たることを防止すると共に蒸発器
２等から放散された熱が凝縮器４に伝播することを防止
し，これにより，蒸発器２，膨脹器３および内燃機関１
を温度上昇下に保持し，一方，凝縮器４を冷却状態に保
持して，それらの作動効率の向上を図ることができる。
また遮熱部材２９を車体に取付けることによって車体剛
性を向上させることが可能である。さらに吸気管２５を
冷却風通路３４に突出させておくと，その温度上昇を抑
制して性能低下を回避することができる。
【００２１】前記ケーシング２８の概念には，内燃機関
１のシリンダブロック外壁，クランクケース，膨脹器３
のケーシングおよび変速機１６のケーシングを一体化し
たものが含まれる。これは以下の両実施例について同じ
である。
１のシリンダブロック外壁，クランクケース，膨脹器３
のケーシングおよび変速機１６のケーシングを一体化し
たものが含まれる。これは以下の両実施例について同じ
である。
【００２２】図４に示す実施例において，車両Ｖの機関
室Ｅｒ内にケーシング２８が設置され，そのケーシング
２８内に４気筒の内燃機関１，内燃機関用変速機１６，
膨脹器３および膨脹器用変速機３５が収納される。内燃
機関１は，クランク軸７のクランクジャーナル軸線を車
幅方向と平行にし，且つシリンダバレル中心線を鉛直に
して，前記同様にシリンダブロック１３からオイルパン
９までの部分がケーシング２８内に収められている。ケ
ーシング２８から突出しているシリンダヘッド１１にお
いて，車両後方に向かって吸気管２５が延出し，一方，
車両前方に向かって延びる排気ポートには蒸発器２の排
気ガス導入側が連通する。膨脹器３およびその膨脹器用
変速機３５は蒸発器２の直下に，その出力軸３６および
変速機軸３７をクランク軸７のクランクジャーナル３９
と平行にして配設されている。さらに内燃機関１の車両
後方に内燃機関用変速機１６が，その変速機軸４０をク
ランクジャーナル３９と平行にして配設されている。
室Ｅｒ内にケーシング２８が設置され，そのケーシング
２８内に４気筒の内燃機関１，内燃機関用変速機１６，
膨脹器３および膨脹器用変速機３５が収納される。内燃
機関１は，クランク軸７のクランクジャーナル軸線を車
幅方向と平行にし，且つシリンダバレル中心線を鉛直に
して，前記同様にシリンダブロック１３からオイルパン
９までの部分がケーシング２８内に収められている。ケ
ーシング２８から突出しているシリンダヘッド１１にお
いて，車両後方に向かって吸気管２５が延出し，一方，
車両前方に向かって延びる排気ポートには蒸発器２の排
気ガス導入側が連通する。膨脹器３およびその膨脹器用
変速機３５は蒸発器２の直下に，その出力軸３６および
変速機軸３７をクランク軸７のクランクジャーナル３９
と平行にして配設されている。さらに内燃機関１の車両
後方に内燃機関用変速機１６が，その変速機軸４０をク
ランクジャーナル３９と平行にして配設されている。
【００２３】膨脹器３は，変速機３５を介して内燃機関
１の出力をアシストするために用いられ，その変速機軸
３７に取付けられたギヤ４１がフライホイール４２のリ
ングギヤ４３に噛合っている。フライホイール４２に近
接してクラッチ４４が設けられ，そのクラッチ軸に取付
けられたギヤ４５が内燃機関用変速機１６の変速機軸４
０に取付けられたギヤ４６に噛合っている。
１の出力をアシストするために用いられ，その変速機軸
３７に取付けられたギヤ４１がフライホイール４２のリ
ングギヤ４３に噛合っている。フライホイール４２に近
接してクラッチ４４が設けられ，そのクラッチ軸に取付
けられたギヤ４５が内燃機関用変速機１６の変速機軸４
０に取付けられたギヤ４６に噛合っている。
【００２４】前記のように構成すると，蒸発器２，膨脹
器３およびその変速機１６を，従来より内燃機関１が占
めていた車幅方向長さ内に収めて内燃機関１周りの拡大
化を回避することができる。また膨脹器３，内燃機関１
およびその変速機１６が占める車長方向長さを，前記車
幅方向長さと略等しくし得るので，内燃機関１を，その
クランクジャーナル軸線が車長方向と平行するように配
置しても，前記同様に内燃機関１周りの拡大化を回避す
ることができる。
器３およびその変速機１６を，従来より内燃機関１が占
めていた車幅方向長さ内に収めて内燃機関１周りの拡大
化を回避することができる。また膨脹器３，内燃機関１
およびその変速機１６が占める車長方向長さを，前記車
幅方向長さと略等しくし得るので，内燃機関１を，その
クランクジャーナル軸線が車長方向と平行するように配
置しても，前記同様に内燃機関１周りの拡大化を回避す
ることができる。
【００２５】さらに膨脹器３の出力軸３６，ただし，そ
の変速機３５が存する場合にはその変速機軸３７と，内
燃機関１のクランクジャーナル３９と，その変速機軸４
０とを平行に，且つ近接配置することが可能であるか
ら，それらの間に設けられる伝動機構を，図４に示すよ
うに軸間の定まったギヤ４１，４３，４５，４６を用い
てコンパクトに構成することが可能である。
の変速機３５が存する場合にはその変速機軸３７と，内
燃機関１のクランクジャーナル３９と，その変速機軸４
０とを平行に，且つ近接配置することが可能であるか
ら，それらの間に設けられる伝動機構を，図４に示すよ
うに軸間の定まったギヤ４１，４３，４５，４６を用い
てコンパクトに構成することが可能である。
【００２６】図５に示す実施例において，車両Ｖの機関
室Ｅｒ内にケーシング２８が設置され，そのケーシング
２８内に内燃機関１，膨脹器３および内燃機関用変速機
１６が収納される。内燃機関１は，クランク軸７のクラ
ンクジャーナル軸線を車幅方向と平行にし，且つシリン
ダバレル中心線を略水平にして，そのシリンダブロック
１３からオイルパン９までの部分がケーシング２８内に
収められている。ケーシング２８から突出しているシリ
ンダヘッド１１において，吸気ポート２４は車両下方に
向かって開口し，その開口部に吸気管２５が連通し，一
方，排気ポート１０は車両上方に向かって開口し，その
開口部に蒸発器２の排気ガス導入側が連通する。膨脹器
３は内燃機関１のシリンダブロック１３直上に，また内
燃機関用変速機１６は内燃機関１のシリンダブロック１
３直下にそれぞれ位置する。
室Ｅｒ内にケーシング２８が設置され，そのケーシング
２８内に内燃機関１，膨脹器３および内燃機関用変速機
１６が収納される。内燃機関１は，クランク軸７のクラ
ンクジャーナル軸線を車幅方向と平行にし，且つシリン
ダバレル中心線を略水平にして，そのシリンダブロック
１３からオイルパン９までの部分がケーシング２８内に
収められている。ケーシング２８から突出しているシリ
ンダヘッド１１において，吸気ポート２４は車両下方に
向かって開口し，その開口部に吸気管２５が連通し，一
方，排気ポート１０は車両上方に向かって開口し，その
開口部に蒸発器２の排気ガス導入側が連通する。膨脹器
３は内燃機関１のシリンダブロック１３直上に，また内
燃機関用変速機１６は内燃機関１のシリンダブロック１
３直下にそれぞれ位置する。
【００２７】さらに機関室Ｅｒ内には，内燃機関１の前
方において膨脹器３よりも下方に位置するように凝縮器
４が配設され，その凝縮器４の上部に，膨脹器３から延
びる下り勾配の降温降圧蒸気用導管１８が接続される。
方において膨脹器３よりも下方に位置するように凝縮器
４が配設され，その凝縮器４の上部に，膨脹器３から延
びる下り勾配の降温降圧蒸気用導管１８が接続される。
【００２８】前記のように蒸発器２および膨脹器３を内
燃機関１の上側に配置すると，それら蒸発器２および膨
脹器３のメンテナンス性を向上させることができる。ま
た膨脹器３が凝縮器４よりも高い位置にあると共に導管
１８が下り勾配に傾斜しているので，膨脹器３および導
管１８内で水が生じた場合，その水を凝縮器４内にスム
ーズに流入させることができる。さらに膨脹器３の出力
軸３６および変速機軸４０の回転方向を同一にし，且つ
その回転方向を内燃機関１のクランク軸７の回転方向と
逆方向にすることによって，それらの回転慣性で内燃機
関１の振動を低減することができる。
燃機関１の上側に配置すると，それら蒸発器２および膨
脹器３のメンテナンス性を向上させることができる。ま
た膨脹器３が凝縮器４よりも高い位置にあると共に導管
１８が下り勾配に傾斜しているので，膨脹器３および導
管１８内で水が生じた場合，その水を凝縮器４内にスム
ーズに流入させることができる。さらに膨脹器３の出力
軸３６および変速機軸４０の回転方向を同一にし，且つ
その回転方向を内燃機関１のクランク軸７の回転方向と
逆方向にすることによって，それらの回転慣性で内燃機
関１の振動を低減することができる。
【００２９】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば，前記のよ
うに構成することにより，蒸発器および膨脹器間におけ
る熱効率を向上させ，またコンパクト化を図られた車載
用ランキンサイクルシステムを提供することができる。
うに構成することにより，蒸発器および膨脹器間におけ
る熱効率を向上させ，またコンパクト化を図られた車載
用ランキンサイクルシステムを提供することができる。
【００３０】請求項２記載の発明によれば，前記のよう
に構成することにより，原動機，蒸発器および膨脹器を
温度上昇下で，一方，凝縮器を冷却下でそれぞれ効率良
く作動させるようにした車載用ランキンサイクルシステ
ムを提供することができる。
に構成することにより，原動機，蒸発器および膨脹器を
温度上昇下で，一方，凝縮器を冷却下でそれぞれ効率良
く作動させるようにした車載用ランキンサイクルシステ
ムを提供することができる。
【図１】車載用ランキンサイクルシステムの概略図であ
る。
る。
【図２】第１実施例の側面図である。
【図３】第２実施例の概略側面図である。
【図４】第３実施例の概略平面図である。
【図５】第４実施例の概略側面図である。
１………内燃機関（原動機） ２………蒸発器 ３………膨脹器 ４………凝縮器 ５………供給ポンプ ２９……遮熱部材 Ｒ………ランキンサイクルシステム Ｖ………車両
Claims (2)
- 【請求項１】 車両（Ｖ）に搭載され，且つ車両用原動
機（１）が発生する熱源を利用したランキンサイクルシ
ステムであって，前記熱源を用いて高圧状態の液体から
温度上昇を図られた高圧状態の蒸気を発生する蒸発器
（２）と，その蒸気の膨脹によって出力を発生する膨脹
器（３）と，その膨脹器（３）から排出される，前記膨
脹により温度および圧力が降下した蒸気を液化する凝縮
器（４）と，その凝縮器（４）からの液体を前記蒸発器
（２）に加圧供給する供給ポンプ（５）とを備え，前記
蒸発器（２）および膨脹器（３）は，相互に近接すると
共に温度上昇した前記原動機（１）の熱を受容すべくそ
の原動機（１）に近接して，高温部を構成していること
を特徴とする車載用ランキンサイクルシステム。 - 【請求項２】 前記原動機（１），蒸発器（２）および
膨脹器（３）を前記凝縮器（４）に対して遮蔽する遮熱
部材（２９）を備えている，請求項１記載の車載用ラン
キンサイクルシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36425999A JP2001182504A (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | 車載用ランキンサイクルシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36425999A JP2001182504A (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | 車載用ランキンサイクルシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001182504A true JP2001182504A (ja) | 2001-07-06 |
Family
ID=18481382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36425999A Pending JP2001182504A (ja) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | 車載用ランキンサイクルシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001182504A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1870575A2 (de) * | 2006-06-23 | 2007-12-26 | MAN Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft | Aufgeladene Brennkraftmaschine mit einer Expandereinheit in einem Wärmerückgewinnungskreislauf |
| WO2013047139A1 (ja) | 2011-09-30 | 2013-04-04 | 日産自動車株式会社 | ランキンサイクルシステム |
| EP2762686A4 (en) * | 2011-09-30 | 2015-04-08 | Nissan Motor | HEAT USE DEVICE |
| JP2017110538A (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用ランキンサイクルシステム |
| US10280808B2 (en) | 2015-12-16 | 2019-05-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rankine cycle system for vehicle |
-
1999
- 1999-12-22 JP JP36425999A patent/JP2001182504A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1870575A2 (de) * | 2006-06-23 | 2007-12-26 | MAN Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft | Aufgeladene Brennkraftmaschine mit einer Expandereinheit in einem Wärmerückgewinnungskreislauf |
| EP1870575A3 (de) * | 2006-06-23 | 2010-11-10 | MAN Nutzfahrzeuge Aktiengesellschaft | Aufgeladene Brennkraftmaschine mit einer Expandereinheit in einem Wärmerückgewinnungskreislauf |
| DE102006028868B4 (de) * | 2006-06-23 | 2017-07-13 | Man Truck & Bus Ag | Aufgeladene Brennkraftmaschine mit einer Expandereinheit in einem Wärmerückgewinnungskreislauf |
| WO2013047139A1 (ja) | 2011-09-30 | 2013-04-04 | 日産自動車株式会社 | ランキンサイクルシステム |
| JP2013076373A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Nissan Motor Co Ltd | ランキンサイクルシステム |
| EP2762686A4 (en) * | 2011-09-30 | 2015-04-08 | Nissan Motor | HEAT USE DEVICE |
| US9291074B2 (en) | 2011-09-30 | 2016-03-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Engine waste-heat utilization device |
| JP2017110538A (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用ランキンサイクルシステム |
| US10253656B2 (en) | 2015-12-16 | 2019-04-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rankine cycle system for vehicle |
| US10280808B2 (en) | 2015-12-16 | 2019-05-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rankine cycle system for vehicle |
| DE102016119900B4 (de) * | 2015-12-16 | 2020-12-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rankine-Prozess-System für ein Fahrzeug |
| DE102016119909B4 (de) | 2015-12-16 | 2022-05-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rankine-Prozess-System für ein Fahrzeug |
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