JP2009023606A - 排熱回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な車両搭載性を確保しながら、回収必要時における排熱回収性能確保と、回収不要時における冷却水沸騰防止と、の両立を図ることができる排熱回収装置を提供すること。
【解決手段】ヒータコア５を有するエンジン冷却水系統内に熱交換により排気ガス熱を回収する排熱回収器６を設定した排熱回収装置において、排熱回収器６は、ヒータコア５と直列に配置すると共に、排気ガス熱を常時回収する常時回収型とし、エンジン冷却水系統内のうち、ヒータコア５と排熱回収器６の間の位置に、エンジン冷却水が保有する熱を放出させるための常時冷却型クーラ７を設定した。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調用ヒータを有するエンジン冷却水系統内に熱交換により排熱を回収する排熱回収器を設定した排熱回収装置に関する。

排気ガスにより大気へ放出される熱を再利用するため、エンジン冷却水系統内に排気ガス熱の回収用熱交換器を設定する排熱回収技術は数多く知られている。

排熱回収技術は、主に即暖や、発電などへの再利用が目的であるが、水温高温時や蓄電容量が許容限界等の場合には排熱回収を停止するか、もしくは、エンジン冷却水が回収した熱を再度大気へ放出することが必要となる。このため、排熱回収を停止させる手段としては、排気ガス側へバルブを設定し、不要時は熱交換器と並列に設定されたバイパスへ流れを導く構造が一般構造として知られている（例えば、特許文献１、特許文献２，特許文献３参照）。
特開２００５−３６７８７号公報 特開平０６−８８６５６号公報 特開２００３−２９４３３７号公報

しかしながら、従来の排熱回収装置にあっては、排気ガスのバルブ制御に用いられるバルブやバイパス構造が、部品搭載性に対して条件の悪い車両フロア下に設定されるため、付属部品による搭載性の悪化が懸念される、という問題があった。

また、排熱を常時回収し、不要な熱は従来から車両に搭載されているラジエータなどで大気へ放熱させる場合、ラジエータ等の冷却部品の大幅な拡大が必要となってしまうし、加えて、夏場などにエンジン冷却水温度が高くなりすぎるため、排熱回収器を通過した冷却水が沸点以上の温度に達してしまう可能性が高くなる、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、良好な車両搭載性を確保しながら、回収必要時における排熱回収性能確保と、回収不要時における冷却水沸騰防止と、の両立を図ることができる排熱回収装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、空調用ヒータを有するエンジン冷却水系統内に熱交換により排熱を回収する排熱回収器を設定した排熱回収装置において、
前記排熱回収器は、前記空調用ヒータと直列に配置すると共に、排熱を常時回収する常時回収型とし、
前記エンジン冷却水系統内のうち、前記空調用ヒータと前記排熱回収器の間の位置に、エンジン冷却水が保有する熱を放出させるための専用クーラを設定したことを特徴とする。

よって、本発明の排熱回収装置にあっては、常時回収型の排熱回収器が、空調用ヒータと直列に配置されると共に、空調用ヒータと排熱回収器の間の位置に、エンジン冷却水が保有する熱を放出させるための専用クーラが設定される。
このように、排熱回収器を常時回収型としたため、回収不要時における放熱のためのバルブやバイパス構造の設定が不要であり、排熱回収器のサイズを小型化でき、良好な車両搭載性が確保される。
寒い時には、空調用ヒータの出口冷却水温度（＝専用クーラの入口冷却水温度）が低く、専用クーラの出口冷却水温度がさらに低くなる。このため、排熱回収器における排熱温度とエンジン冷却水温度との温度差が大きくなり、温度差が拡大した分だけ排熱回収量が増える。したがって、回収必要時において排熱回収性能が確保される。
熱い時には、空調用ヒータの出口冷却水温度（＝専用クーラの入口冷却水温度）が高くなるため、専用クーラの入口冷却水温度と大気温度との温度差が大きくなり、専用クーラでの効率的な熱交換による大気への放出熱量が増える。このため、専用クーラからの出口冷却水温度（＝排熱回収器へ導入する前の温度）が、排熱回収器による温度上昇があっても沸点に達しないレベルまで低下する。したがって、回収不要時においてエンジン冷却水の沸騰が防止される。
この結果、良好な車両搭載性を確保しながら、回収必要時における排熱回収性能確保と、回収不要時における冷却水沸騰防止と、の両立を図ることができる。

以下、本発明の排熱回収装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１はエンジンを搭載した車両に適用された実施例１の排熱回収装置を示す全体システム図である。

実施例１の排熱回収装置は、図１に示すように、エンジン１と、ラジエータ２と、ウォーターポンプ３と、サーモスタット４と、ヒータコア５（空調用ヒータ）と、排熱回収器６と、常時冷却型クーラ７（専用クーラ）と、車両用空調ユニット８と、を備えている。

実施例１の排熱回収装置のエンジン冷却水系統としては、図１に示すように、エンジン冷却室１０と、ラジエータ入口水路１１と、ラジエータ出口水路１２と、ラジエータバイパス水路１３と、ヒータコア入口水路１４と、ヒータコア出口水路１５と、クーラ出口水路１６と、排熱回収器出口水路１７と、を備えている。

前記ラジエータ２は、ウォーターポンプ３により強制的に循環しているエンジン冷却水の温度を外気との熱交換により低下させる。しかし、早く暖機したい時でもエンジン冷却水がラジエータ２を通過してしまうため、エンジン１とラジエータ２とを繋ぐラジエータ出口水路１２の位置に、サーモスタット４が配置されている。つまり、サーモスタット４は、ラジエータ２へエンジン冷却水を送るかどうかの関門となっていて、暖機したい時（低温時）には、サーモスタット４は閉じており、エンジン冷却水は、ラジエータバイパス水路１３を介して循環する。逆に、冷却したいとき（高温時）には、サーモスタット４は開いており、エンジン冷却水はラジエータ２を通過することになり、エンジン１の熱を逃がして冷却する。

前記ヒータコア５は、エンジン冷却室１０の出口側と入口側を連通するエンジン冷却水循環経路の途中位置（ヒータコア入口水路１４とヒータコア出口水路１５の間に位置）に設けられる。このエンジン冷却水循環経路は、第１のエンジン冷却水循環経路（ラジエータ入口水路１１及びラジエータ出口水路１２による循環経路）と、第２のエンジン冷却水循環経路（ラジエータバイパス水路１３による循環経路）とは別に設定された第３のエンジン冷却水循環経路である。このヒータコア５は、車両用空調ユニット８に内蔵して設置され、通過する送風に熱を与えて温風とする。

前記排熱回収器６は、ヒータコア５を有する第３のエンジン冷却水循環経路内（エンジン冷却水系統内）に設けられ、熱交換により排気ガス熱をエンジン冷却水に回収する。この排熱回収器６は、車載のエンジン１からの排気ガス熱を排熱として常時回収する常時回収型の構成であり、ヒータコア５と直列に配置（クーラ出口水路１６と排熱回収器出口水路１７の間に配置）される。なお、この排熱回収器６は、常時回収型であるため、回収不要時に排熱回収を停止するためのバルブやバイパス構造の設定は無い。

前記常時冷却型クーラ７は、第３のエンジン冷却水循環経路内のうち、前記ヒータコア５と排熱回収器６の間の位置（ヒータコア出口水路１５とクーラ出口水路１６の間の位置）に、エンジン冷却水が保有する熱を放出させるために設定される。この常時冷却型クーラ７は、エンジン冷却水温の高低にかかわらずエンジン冷却水を、大気との熱交換により常時冷却する。

次に、排熱回収技術について説明する。
従来、排気ガスにより大気へ放出される熱を再利用するため、エンジン冷却水系統内に排気ガス熱の回収用熱交換器を設定する排熱回収技術は数多く知られている。
この排熱回収技術は、主に即暖や、発電などへの再利用が目的であるが、水温高温時や蓄電容量が許容限界等の場合には排熱回収を停止するか、もしくは、エンジン冷却水が回収した熱を再度大気へ放出することが必要となる。このため、排熱回収を停止させる手段としては、排気ガス側へバルブを設定し、不要時は熱交換器と並列に設定されたバイパスへ流れを導く構造が一般構造として知られている。

しかしながら、従来の排熱回収装置にあっては、排気ガスのバルブ制御に用いられるバルブやバイパス構造が、部品搭載性に対して条件の悪い車両フロア下に設定されるため、付属部品による搭載性の悪化が懸念される。

そこで、排気ガス熱を常時回収する排熱回収器を用い、エンジン冷却水が回収した熱を再度大気へ放出する手段として、例えば、図２のＡに示すように、ラジエータを大型化する第１の手段を採用することが考えられる。

しかし、第１の手段を採用した場合、不要な熱を大気へ放熱させるため、ラジエータの大幅な拡大が必要となってしまい、既存のラジエータに代え、新たなラジエータの設定が必要であるし、設定スペースも拡大することで、ラジエータを含むエンジン・クーリング・モジュール（ＥＣＭ）の設計変更を要する。

加えて、夏場などにエンジン冷却水温度が高くなりすぎるため、排熱回収器を通過したエンジン冷却水が沸騰点以上の温度に達してしまう可能性が高くなる。
つまり、ラジエータの拡大により不要熱を処理する場合、図２に示すように、エンジン（ＥＮＧ）から凡そ100℃近辺（例えば、98.5℃）で排出されたエンジン冷却水が、ヒータコア（Ｈ／Ｃ）がOFFの場合、そのまま排熱回収器に導入され、排気ガス熱の回収によりエンジン冷却水温度が沸騰点を超える温度（例えば、115.4℃）となり、ロング・ライフ・クーラント（ＬＬＣ：不凍液）が沸騰してしまう。

また、図２のＢに示すように、排熱回収器の下流位置にラジエータ以外の専用クーラを設定する第２の手段を採用することが考えられる。
この場合、ＥＣＭの大幅な設計変更を要さないが、エンジン負荷が高い場合、ラジエータの拡大により不要熱を処理する場合と同じように、ＬＬＣが沸騰してしまうことが起こり得る。つまり、排熱回収器での排気ガス熱の回収により、排熱回収器と専用クーラを繋ぐ冷却水路では、エンジン冷却水温度が沸騰点を超える温度となる。

本発明は、排気ガス熱を常時回収する排熱回収器を用い、エンジン冷却水が回収した熱を再度大気へ放出するにあたって、専用クーラの設定位置をどこに決めるかによりエンジン冷却水の温度コントロールを効率よく行うことができる点に着目した。この着目点にしたがって、効率的に不要な熱を大気へ放出することができ、また、エンジン冷却水の沸騰を防止することができるように、排熱回収器を空調用ヒータと直列に配置し、空調用ヒータと排熱回収器の間に専用クーラを設定する構成を採用した。

次に、作用を説明する。
実施例１の排熱回収装置における作用を、「車両搭載性の確保作用」、「回収必要時における排熱回収作用」、「回収不要時における冷却水沸騰防止作用」に分けて説明する。

［車両搭載性の確保作用］
実施例１の排熱回収装置にあっては、図１に示すように、常時回収型の排熱回収器６が、ヒータコア５と直列に配置されると共に、ヒータコア５と排熱回収器６の間の位置に、エンジン冷却水が保有する熱を放出させるための常時冷却型クーラ７が設定される。

このように、排熱回収器６を常時回収型としたため、回収不要時における放熱のためのバルブやバイパス構造の設定が不要であり、排熱回収器６のサイズを小型化でき、車両フロア下の僅かな空きスペースに排熱回収器６を搭載できるというように、良好な車両搭載性が確保される。

［回収必要時における排熱回収作用］
図３は実施例１の排熱回収装置において外気温度が低い冬場の回収必要時における排熱回収作用を説明する作用説明図である。

外気温度０℃の冬場において40km/hで走行した場合、実施例１の排熱回収装置における排熱回収性能試験を行った。なお、常時冷却型クーラ７として、146.2×200×16mmのサイズのものを用いた。

外気温度０℃の冬場における走行開始時には、エンジン冷却水温度が低温の外気温度であるため、図３に示すように、サーモスタット４が閉じ、エンジン冷却水は、ウォーターポンプ３の作動により、エンジン１のエンジン冷却室１０を出て、ヒータコア入口水路１４→ヒータコア５→ヒータコア出口水路１５→常時冷却型クーラ７→クーラ出口水路１６→排熱回収器６→排熱回収器出口水路１７を経過してエンジン冷却室１０へ戻る流れを繰り返す。つまり、第３のエンジン冷却水循環経路を循環する。

このとき、図３に示すように、ヒータコア入口水路１４の冷却水温度40℃、ヒータコア出口水路１５の冷却水温度40℃、クーラ出口水路１６の冷却水温度37.7℃、排熱回収器出口水路１７の冷却水温度47.2℃、エンジン冷却室１０への戻り温度47.2℃という結果を得た。

すなわち、冬場においては、ヒータコア５の出口冷却水温度（＝常時冷却型クーラ７の入口冷却水温度）が40℃と低く、常時冷却型クーラ７の出口冷却水温度が37.7℃とさらに低くなる。このため、排熱回収器６における排熱温度362.1℃とエンジン冷却水温度37.7℃との温度差が、常時冷却型クーラ７が無い場合（エンジン冷却水温度40℃）に比べて大きくなり、温度差が拡大した分（2.3℃）だけ排熱回収器６での排熱回収量が増え、排熱回収器６の出口側では、エンジン冷却水温度を47.2℃まで上昇させることができる。

したがって、外気温度が低い冬場等の回収必要時において、常時冷却型クーラ７の設定にかかわらず、常時冷却型クーラ７の設定が無い場合と大差の無い排熱回収性能が確保され、エンジン１の始動から短時間にて暖機状態とするエンジン即暖効果を得ることができる。

［回収不要時における冷却水沸騰防止作用］
図４は実施例１の排熱回収装置において外気温度が高い夏場の回収不要時における冷却水沸騰防止作用を説明する作用説明図である。

外気温度３０℃の夏場において60km/hで8.7％の登坂路（負荷大）を走行した場合、実施例１の排熱回収装置における冷却水沸騰防止確認試験を行った。なお、常時冷却型クーラ７として、146.2×200×16mmのサイズのものを用いた。

外気温度３０℃の夏場における走行開始時には、エンジン冷却水温度が高温の外気温度であるため、図４に示すように、サーモスタット４が開き、エンジン冷却水は、ウォーターポンプ３の作動により、エンジン１のエンジン冷却室１０を出て、ラジエータ入口水路１１→ラジエータ２→ラジエータ出口水路１２を経過してエンジン冷却室１０へ戻る流れを繰り返す。つまり、第１のエンジン冷却水循環経路を循環する。同時に、エンジン冷却水は、ウォーターポンプ３の作動により、エンジン１のエンジン冷却室１０を出て、ヒータコア入口水路１４→ヒータコア５→ヒータコア出口水路１５→常時冷却型クーラ７→クーラ出口水路１６→排熱回収器６→排熱回収器出口水路１７を経過してエンジン冷却室１０へ戻る流れを繰り返す。つまり、第３のエンジン冷却水循環経路を循環する。

このとき、図４に示すように、第１のエンジン冷却水循環経路では、ラジエータ入口水路１１の冷却水温度98.5℃、ラジエータ出口水路１２の冷却水温度89.7℃という結果を得た。また、第３のエンジン冷却水循環経路では、ヒータコア入口水路１４の冷却水温度98.5℃、ヒータコア出口水路１５の冷却水温度98.5℃、クーラ出口水路１６の冷却水温度81.7℃、排熱回収器出口水路１７の冷却水温度98.5℃、エンジン冷却室１０への戻り温度92℃という結果を得た。

すなわち、夏場においては、ヒータコア５の出口冷却水温度（＝専用クーラの入口冷却水温度）が98.5℃と高くなるため、常時冷却型クーラ７の入口冷却水温度98.5℃と大気温度30℃との温度差68.5℃が大きくなり、常時冷却型クーラ７で15℃以上（図４の例では16.8℃）も冷却水温度を低減するというように、効率的な熱交換となり、大気への放出熱量が増える。このため、排熱回収器６への導入前の常時冷却型クーラ７の出口冷却水温度が81.7℃となり、排熱回収器６による温度上昇6.8℃があっても沸点に達しないレベル98.5℃まで低下させるという冷却水温度のコントロールが行われる。

したがって、外気温度が高い夏場等の回収不要時において、排熱回収器６への導入前に効率的に不要な熱を放出することで、常時回収型の排熱回収器６を用い、且つ、負荷の大きな走行を行ったとしても、エンジン冷却水の沸騰が防止される。

次に、効果を説明する。
実施例１の排熱回収装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 空調用ヒータを有するエンジン冷却水系統内に熱交換により排熱を回収する排熱回収器６を設定した排熱回収装置において、前記排熱回収器６は、前記空調用ヒータと直列に配置すると共に、排熱を常時回収する常時回収型とし、前記エンジン冷却水系統内のうち、前記空調用ヒータと前記排熱回収器６の間の位置に、エンジン冷却水が保有する熱を放出させるための専用クーラを設定したため、良好な車両搭載性を確保しながら、回収必要時における排熱回収性能確保と、回収不要時における冷却水沸騰防止と、の両立を図ることができる。

(2) 前記空調用ヒータは、車両用空調ユニット８に内蔵され、通過する送風に熱を与えて温風とするヒータコア５であり、前記排熱回収器６は、車載のエンジン１から排出される排気ガス熱を排熱として回収するため、外気温度が低い冬場等の回収必要時、エンジン１の即暖性能や車室内暖房の効き応答性能を高めるために排気ガス熱を再利用することができる。

(3) 前記専用クーラは、エンジン冷却水温の高低にかかわらずエンジン冷却水を常時冷却する常時冷却型クーラ７であるため、構造が簡単で、コンパクトで、低コストの熱交換器を専用クーラとして用いることができる。

実施例２は、専用クーラとして、水温感知バルブを有するバイパス機能付きクーラを用いた例である。

まず、構成を説明する。
図５は実施例２の排熱回収装置において専用クーラとして用いられたバイパス機能付きクーラを示す斜視図である。

実施例２の排熱回収装置の基本構成は、図１に示す実施例１の排熱回収装置と全く同様である。相違点は、実施例１の常時冷却型クーラ７に代え、図５に示すバイパス機能付きクーラ２７を用いた点のみである。

前記バイパス機能付きクーラ２７は、図５に示すように、左右両側に設定したヘッダタンク２７ａ，２７ｂと、両ヘッダタンク２７ａ，２７ｂを複数の冷却水通路により連通する熱交換チューブ２７ｃと、該熱交換チューブ２７ｃに設定された外部フィン２７ｄと、前記左側ヘッダタンク２７ａの上部位置に設定した冷却水入口ポート２７ｅと、前記左側ヘッダタンク２７ａの下部位置に設定した冷却水出口ポート２７ｆと、前記左側ヘッダタンク２７ａの中央部位置に設定した水温感知バルブ２７ｇと、を備えている。

このバイパス機能付きクーラ２７は、エンジン冷却水温が高いときは熱交換部（熱交換チューブ２７ｃ、外部フィン２７ｄ）を通過させることでエンジン冷却水を冷却し、エンジン冷却水温が低いときは熱交換部をバイパスし、エンジン冷却水を、左側ヘッダタンク２７ａを上から下へそのまま通過させるものである。このため、バイパス機能付きクーラ２７は、冷却水入口ポート２７ｅと冷却水出口ポート２７ｆを短絡する左側ヘッダタンク２７ａ（バイパス通路）に、エンジン冷却水温を感知して自動的に開閉する水温感知バルブ２７ｇを有する。

前記水温感知バルブ２７ｇは、エンジン冷却水温が高いときはバルブ閉となり、熱交換部を通過する図５の実線矢印に示す通路を形成し、エンジン冷却水温が低いときはバルブ開となり、熱交換部をバイパスする図５の点線矢印に示す短絡通路を形成する。

次に、作用を説明する。

［回収必要時における排熱回収作用］
図６は実施例２の排熱回収装置において外気温度が低い冬場の回収必要時における排熱回収作用を説明する作用説明図である。

外気温度０℃の冬場において40km/hで走行した場合、実施例２の排熱回収装置における排熱回収性能試験を行った。なお、実施例１の常時冷却型クーラ７に代え、バイパス機能付きクーラ２７を用いた。

外気温度０℃の冬場における走行開始時には、エンジン冷却水温度が低温の外気温度であるため、図６に示すように、サーモスタット４が閉じ、エンジン冷却水は、ウォーターポンプ３の作動により、エンジン１のエンジン冷却室１０を出て、ヒータコア入口水路１４→ヒータコア５→ヒータコア出口水路１５→バイパス機能付きクーラ２７→クーラ出口水路１６→排熱回収器６→排熱回収器出口水路１７を経過してエンジン冷却室１０へ戻る流れを繰り返す。つまり、第３のエンジン冷却水循環経路を循環する。また、このとき、水温感知バルブ２７ｇは、エンジン冷却水温が低いためにバルブ開となり、エンジン冷却水は、バイパス機能付きクーラ２７の熱交換部をバイパスして短絡通路を通過する。

このとき、図６に示すように、ヒータコア入口水路１４の冷却水温度40℃、ヒータコア出口水路１５の冷却水温度40℃、クーラ出口水路１６の冷却水温度40℃、排熱回収器出口水路１７の冷却水温度49.5℃、エンジン冷却室１０への戻り温度49.5℃という結果を得た。

すなわち、冬場においては、ヒータコア５の出口冷却水温度（＝バイパス機能付きクーラ２７の入口冷却水温度）が40℃と低くなるが、実施例１の常時冷却型クーラ７に代え、バイパス機能付きクーラ２７としているため、バイパス機能付きクーラ２７の出口冷却水温度はバイパス機能により40℃が保たれる。このため、排熱回収器６における排熱温度362.1℃とエンジン冷却水温度40℃との温度差により排熱回収器６で回収され、排熱回収器６の出口側では、エンジン冷却水温度を、実施例１の場合（47.2℃）より高い49.5℃まで上昇させることができる。

したがって、外気温度が低い冬場等の回収必要時において、バイパス機能付きクーラ２７が持つバイパス機能を用いることで、クーラ設定が無い場合と同レベルの排熱回収性能が確保され、エンジン１の始動から短時間にて暖機状態とするエンジン即暖効果や車室内暖房の効き応答性能の向上効果を得ることができる。
なお、他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２の排熱回収装置にあっては、実施例１の(1),(2)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。

(4) 前記専用クーラは、エンジン冷却水温が高いときは熱交換部を通過させることでエンジン冷却水を冷却し、エンジン冷却水温が低いときは熱交換部をバイパスするバイパス機能付きクーラ２７であるため、外気温度が低い冬場等の回収必要時において、バイパス機能付きクーラ２７が持つバイパス機能を用いることで、クーラ設定が無い場合と同レベルの排熱回収性能を確保することができる。

(5) 前記バイパス機能付きクーラ２７は、冷却水入口ポート２７ｅと冷却水出口ポート２７ｆを短絡する左側ヘッダタンク２７ａに、エンジン冷却水温を感知して自動的に開閉する水温感知バルブ２７ｇを有するため、バルブアクチュエータや外部からの制御システムを不要とする維持管理が簡単な構成により、冷却水温を感知して自動的にバイパス機能の有無を切り替える制御を行うことができる。

以上、本発明の排熱回収装置を実施例１及び実施例２に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１，２では、排熱回収器として、エンジンからの排気ガス熱を排熱として回収する例を示した。しかし、排熱回収器はモータ熱を排熱として回収しても良いし、排熱回収器は車両のエンジンやモータ以外の車両熱源から排出される熱を回収しても良いし、排熱回収器は複数の熱源から排出される熱を回収しても良い。

実施例１では、専用クーラとして常時冷却型クーラを示し、実施例２では、専用クーラとして水温感知バルブを有するバイパス機能付きクーラを示した。しかし、温度センサ信号等からの温度情報に基づき排熱回収の要・不要を判断し、電子制御によりバルブ制御を行うバイパス機能付きクーラを用いても良い。

要するに、排熱回収器は、空調用ヒータと直列に配置すると共に、排熱を常時回収する常時回収型とし、エンジン冷却水系統内のうち、空調用ヒータと排熱回収器の間の位置に、エンジン冷却水が保有する熱を放出させるための専用クーラを設定したものであれば、具体的構成は、実施例１，２には限られない。

本発明の排熱回収装置は、エンジンを搭載した車両であれば、エンジンのみを搭載したエンジン車に対しても、エンジンとモータジェネレータを搭載したハイブリッド車に対しても適用することができる。特に、ハイブリッド車の場合、エンジン車に比べて熱源が乏しいため、排出する熱を再利用する排熱回収は有効な技術となる。要するに、空調用ヒータを有するエンジン冷却水系統内に熱交換により排熱を回収する排熱回収器を設定した排熱回収装置であれば適用することができる。

エンジンを搭載した車両に適用された実施例１の排熱回収装置を示す全体システム図である。 排熱回収装置においてラジエータを大型化する第１の手段を採用した例と排熱回収器の下流位置に専用クーラを設定した例を示す図である。 実施例１の排熱回収装置において外気温度が低い冬場の回収必要時における排熱回収作用を説明する作用説明図である。 実施例１の排熱回収装置において外気温度が高い夏場の回収不要時における冷却水沸騰防止作用を説明する作用説明図である。 実施例２の排熱回収装置において専用クーラとして用いられたバイパス機能付きクーラを示す斜視図である。 実施例２の排熱回収装置において外気温度が低い冬場の回収必要時における排熱回収作用を説明する作用説明図である。

符号の説明

１ エンジン
２ ラジエータ
３ ウォーターポンプ
４ サーモスタット
５ ヒータコア（空調用ヒータ）
６ 排熱回収器
７ 常時冷却型クーラ（専用クーラ）
８ 車両用空調ユニット
１０ エンジン冷却室
１１ ラジエータ入口水路
１２ ラジエータ出口水路
１３ ラジエータバイパス水路
１４ ヒータコア入口水路
１５ ヒータコア出口水路
１６ クーラ出口水路
１７ 排熱回収器出口水路
２７ バイパス機能付きクーラ
２７ａ 左側ヘッダタンク（バイパス通路）
２７ｅ 冷却水入口ポート
２７ｆ 冷却水出口ポート
２７ｇ 水温感知バルブ

Claims (5)

1. 空調用ヒータを有するエンジン冷却水系統内に熱交換により排熱を回収する排熱回収器を設定した排熱回収装置において、
   前記排熱回収器は、前記空調用ヒータと直列に配置すると共に、排熱を常時回収する常時回収型とし、
   前記エンジン冷却水系統内のうち、前記空調用ヒータと前記排熱回収器の間の位置に、エンジン冷却水が保有する熱を放出させるための専用クーラを設定したことを特徴とする排熱回収装置。
2. 請求項１に記載された排熱回収装置において、
   前記空調用ヒータは、車両用空調ユニットに内蔵され、通過する送風に熱を与えて温風とするヒータコアであり、
   前記排熱回収器は、車載のエンジンから排出される排気ガス熱を排熱として回収することを特徴とする排熱回収装置。
3. 請求項１または請求項２に記載された排熱回収装置において、
   前記専用クーラは、エンジン冷却水温の高低にかかわらずエンジン冷却水を常時冷却する常時冷却型クーラであることを特徴とする排熱回収装置。
4. 請求項１または請求項２に記載された排熱回収装置において、
   前記専用クーラは、エンジン冷却水温が高いときは熱交換部を通過させることでエンジン冷却水を冷却し、エンジン冷却水温が低いときは熱交換部をバイパスするバイパス機能付きクーラであることを特徴とする排熱回収装置。
5. 請求項４に記載された排熱回収装置において、
   前記バイパス機能付きクーラは、冷却水入口と冷却水出口を短絡するバイパス通路に、エンジン冷却水温を感知して自動的に開閉する水温感知バルブを有することを特徴とする排熱回収装置。

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