JP2010156315A - Engine waste heat utilizing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンで発生する廃熱を有効利用する廃熱利用装置に関する。 The present invention relates to a waste heat utilization device that effectively utilizes waste heat generated in an engine.
従来、エンジンの駆動に伴って発生する廃熱のエネルギーを、媒体となる流体を介して回収し、利用する廃熱利用装置が知られている。このような廃熱利用装置には、例えば、エンジンの排気ガスの熱により蒸気化させた作動流体を熱交換器へ供給し、これにより暖機される熱交換器で他の流体を昇温し、廃熱のエネルギーを利用するものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a waste heat utilization device that collects and uses waste heat energy generated by driving an engine via a fluid as a medium. In such a waste heat utilization device, for example, the working fluid vaporized by the heat of the exhaust gas of the engine is supplied to the heat exchanger, and the temperature of the other fluid is raised by the heat exchanger warmed up by this. Some use the energy of waste heat.
このような廃熱利用装置を改良したものが特許文献1に開示されている。特許文献1の暖房装置では、排気ガスから回収した廃熱のエネルギーを車内の暖房に利用している。
An improvement of such a waste heat utilization device is disclosed in
特許文献1の暖房装置では、排気ガスから廃熱のエネルギーを回収した蒸気がコンデンサを暖機し、送風機の運転によりダクト内を流通する空気により、コンデンサと直列に並ぶヒータコアが温められヒータコアを通過する送風により室内の暖房を行う。
In the heating device of
ところで、特許文献1の暖機装置において、排気ガスから回収した廃熱のエネルギーをエンジン用冷却水の昇温に利用するために、送風機を稼働させる必要がある。したがって、送風機を稼働させるための電力が消費されるため、総合的な廃熱回収効率の点で改善の余地がある。
By the way, in the warming-up apparatus of
そこで、本発明は、エンジンの廃熱を利用する装置において、廃熱の回収効率を向上することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to improve waste heat recovery efficiency in an apparatus that uses engine waste heat.
かかる課題を解決する本発明のエンジンの廃熱利用装置は、エンジンから排出される排気ガスの廃熱により、作動流体を蒸気化する蒸気発生器と、蒸気化された前記作動流体が循環する作動流体通路と、エンジンの冷却に用いられる冷媒が循環する冷媒通路と、前記作動流体通路と前記冷媒通路とが引き込まれ、前記冷媒と前記作動流体とが熱交換する熱交換器と、を備えたことを特徴とする。 The engine waste heat utilization device of the present invention that solves such a problem includes a steam generator that vaporizes a working fluid by waste heat of exhaust gas discharged from the engine, and an operation in which the vaporized working fluid circulates. A fluid passage, a refrigerant passage through which a refrigerant used for cooling the engine circulates, and a heat exchanger in which the working fluid passage and the refrigerant passage are drawn and heat exchange is performed between the refrigerant and the working fluid. It is characterized by that.
このような構成とすることにより、蒸気発生器において蒸気化した作動流体は、液相の作動流体と蒸気化した作動流体との比体積の差を利用して、作動流体通路を流通することができる。これにより、本発明のエンジンの廃熱利用装置は、ポンプや送風機を用いることなく、蒸気化した作動流体の流れを生み出すため、電力等のエネルギーロスの無い高効率の廃熱回収を実現することができる。 With such a configuration, the working fluid vaporized in the steam generator can flow through the working fluid passage by utilizing the difference in specific volume between the liquid-phase working fluid and the vaporized working fluid. it can. As a result, the waste heat utilization device for an engine of the present invention generates a flow of a vaporized working fluid without using a pump or a blower, thereby realizing highly efficient waste heat recovery without energy loss such as electric power. Can do.
このようなエンジンの廃熱利用装置において、前記作動流体通路内の作動流体の流量を可変とする制御弁と、前記エンジンの暖機状態を把握する把握手段と、当該把握手段による把握結果に基づいて、前記制御弁の開弁状態を制御する制御手段と、を備えた構成とすることができる。 In such an engine waste heat utilization device, based on a control valve for changing the flow rate of the working fluid in the working fluid passage, grasping means for grasping a warm-up state of the engine, and a grasping result by the grasping means And a control means for controlling the open state of the control valve.
このような構成とすることにより、エンジン冷却用冷媒の温度が低い時期、例えば、エンジン始動時の暖機時期に、排気ガスから回収した熱エネルギーをエンジン冷却用冷媒の昇温に用いることができる。これにより、エンジンを早期暖機することができる。 With such a configuration, the heat energy recovered from the exhaust gas can be used for raising the temperature of the engine cooling refrigerant at a time when the temperature of the engine cooling refrigerant is low, for example, at a warm-up time at the time of starting the engine. . Thereby, an engine can be warmed up early.
また、このようなエンジンの廃熱利用装置において、前記蒸気発生器は、内部において前記作動流体が蒸気化される蒸気発生室と、当該蒸気発生室の上部に形成され、蒸気化された前記作動流体を作動流体通路へ導出する導出口と、前記蒸気発生室の底部に形成され、前記熱交換器における熱交換により液化された前記作動流体を前記蒸気発生室内へ導入する導入口と、を備えた構成とすることができる。 In the engine waste heat utilization apparatus, the steam generator includes a steam generation chamber in which the working fluid is vaporized, and the operation that is vaporized and formed in an upper portion of the steam generation chamber. A lead-out port for leading the fluid to the working fluid passage; and an inlet for introducing the working fluid liquefied by heat exchange in the heat exchanger into the steam generation chamber, formed at the bottom of the steam generation chamber. Can be configured.
このような構成とすることにより、蒸気化した作動流体が液相の作動流体と比較して比体積が大きいことを利用して、ポンプレスで作動流体を循環することができる。蒸気化した作動流体は比重が小さいので、蒸気発生室内を上方へ向かって移動する。このため、蒸気化した作動流体は蒸気発生室内部の上側に溜まりやすく、このように溜まる蒸気化した作動流体は、上部に設けた導出口から作動流体通路へ移動できる。また、蒸気化する際に作動流体が膨張するため、蒸気発生室内で行き場を失う蒸気は、導出口から作動流体通路へ導出される。このように、蒸気化した作動流体は、ポンプを用いることなく作動流体通路内を熱交換器へ向かって流れることができる。 By adopting such a configuration, it is possible to circulate the working fluid without using a pump by utilizing the fact that the vaporized working fluid has a larger specific volume than the liquid-phase working fluid. Since the vaporized working fluid has a small specific gravity, it moves upward in the steam generation chamber. For this reason, the vaporized working fluid is likely to accumulate above the inside of the steam generation chamber, and the vaporized working fluid accumulated in this way can move from the outlet provided in the upper part to the working fluid passage. Further, since the working fluid expands when it is vaporized, the steam that loses its place in the steam generating chamber is led out from the outlet to the working fluid passage. Thus, the vaporized working fluid can flow toward the heat exchanger in the working fluid passage without using a pump.
このようなエンジンの廃熱利用装置において、前記蒸気発生器は、内部において前記作動流体が蒸気化される蒸気発生室と、当該蒸気発生室の上部に形成され、蒸気化された前記作動流体を前記作動流体通路へ導出する導出口と、前記蒸気発生室の底部に形成され、前記熱交換器における熱交換により液化された前記作動流体を前記蒸気発生室内へ導入する導入口と、前記蒸気発生室と連通された前記作動流体のリザーブタンクと、当該リザーブタンクと前記蒸気発生室とを連通する通路に設置した調圧弁と、を備え、前記蒸気発生室内の液相の前記作動流体の液面と前記導出口との間に隙間が設けられているものとすることができる。 In such an engine waste heat utilization device, the steam generator includes a steam generation chamber in which the working fluid is vaporized, and the vaporized working fluid formed in an upper portion of the steam generation chamber. An outlet for leading to the working fluid passage, an inlet for introducing the working fluid formed at the bottom of the steam generation chamber and liquefied by heat exchange in the heat exchanger into the steam generation chamber, and the steam generation A reserve tank for the working fluid communicated with a chamber, and a pressure regulating valve installed in a passage communicating with the reserve tank and the steam generation chamber, and a liquid level of the working fluid in a liquid phase in the steam generation chamber And a gap between the outlet and the outlet.
このような構成とすることにより、液相の作動流体が作動流体通路内を閉塞し、蒸気の流入を妨げることを抑制する。また、蒸気発生室内を一定の圧力に維持することができる。これにより、熱交換器へ蒸気化した作動流体を安定して供給することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to prevent the liquid-phase working fluid from blocking the working fluid passage and preventing the inflow of steam. Further, the steam generation chamber can be maintained at a constant pressure. Thereby, the vaporized working fluid can be stably supplied to the heat exchanger.
上記のエンジンの廃熱利用装置において、前記熱交換器は、車両の室内暖房用送風が前記冷媒及び前記作動流体と熱交換するように送風用通路が形成された構成とすることができる。 In the engine waste heat utilization apparatus, the heat exchanger may have a structure in which a ventilation passage is formed so that air for indoor heating of the vehicle exchanges heat with the refrigerant and the working fluid.
このような構成とすることにより、エンジンの暖機完了前であっても、排気ガスから回収した熱エネルギーを用いて、室内暖房用送風を昇温することができる。このため、エンジン始動直後から、室内を暖房することができる。 By setting it as such a structure, even if it is before completion of engine warm-up, it can heat-up indoor ventilation using the thermal energy collect | recovered from exhaust gas. For this reason, the room can be heated immediately after the engine is started.
上記のエンジンの廃熱利用装置において、前記蒸気発生器は、エンジンの排気管における、排気ガスの熱を利用する排気熱利用部の下流側に配置されている構成とすることができる。 In the engine waste heat utilization device, the steam generator may be disposed downstream of an exhaust heat utilization unit that utilizes heat of exhaust gas in an exhaust pipe of the engine.
このような構成とすることにより、排気ガスの熱を利用してその機能を発揮する排気熱利用部の機能を維持することができる。仮に、蒸気発生器がこのような排気熱利用部の上流側に配置されていると、蒸気発生器により排気ガスの温度が低下するため、排気熱利用部に必要熱量が供給されない場合が考えられる。したがって、本発明は、蒸気発生器が排気熱利用部の下流側に配置された構成となっている。このような排気熱利用部は、例えば、酸化還元触媒、O2センサなどが挙げられる。 By setting it as such a structure, the function of the exhaust-heat utilization part which exhibits the function using the heat | fever of exhaust gas can be maintained. If the steam generator is arranged on the upstream side of such an exhaust heat utilization part, the temperature of the exhaust gas is lowered by the steam generator, so that the necessary heat quantity may not be supplied to the exhaust heat utilization part. . Therefore, the present invention has a configuration in which the steam generator is arranged on the downstream side of the exhaust heat utilization section. Examples of such an exhaust heat utilization unit include an oxidation-reduction catalyst and an O 2 sensor.
本発明のエンジンの廃熱利用装置は、ポンプを用いることなく、蒸気化した作動流体の流れを生み出し、電力等のエネルギーロスの無い高効率の廃熱回収を実現することができる。 The engine waste heat utilization apparatus according to the present invention can generate a flow of vaporized working fluid without using a pump, and can realize highly efficient waste heat recovery without energy loss such as electric power.
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for implementing the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施例1について図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の廃熱利用装置1の概略構成を示した説明図である。廃熱利用装置1は、車両に搭載されるエンジン2に組み付けられている。廃熱利用装置1は、作動流体が循環する作動流体通路3と、エンジン2の冷却に用いられる冷媒の循環する冷媒通路4とを備えている。
作動流体通路3は、エンジン2から排出される排気ガスの廃熱により作動流体を蒸気化する蒸気発生器5に接続されている。また、作動流体通路3は、熱交換器6へ引き込まれている。この作動流体通路3は、熱交換器6の上流側の配管31と熱交換器6の下流側の配管32とを備えている。
The working
冷媒通路4は冷媒配管41を備えている。また、エンジン2内には、冷媒通路4の一部を形成するウォータジャケット2aが形成されている。冷媒配管41とウォータジャケット2aとは接続されていて、冷媒が循環するループ状の経路を形成している。また、冷媒配管41は、熱交換器6内へ引き込まれている。熱交換器6内では、内部に引き込まれた作動流体通路3を流通する作動流体蒸気と、内部に引き込まれた冷媒配管41を流通する冷媒とが熱交換する。なお、冷媒通路4には、ウォータポンプ、サーモスタット、ラジエータ等のエンジン2を効率よく冷却するための機能を備えた機器が組み付けられている。
The refrigerant passage 4 includes a
エンジン2は、エンジン2から排出される排気ガスを外部へ排出する排気管7を備えている。排気管7には、還元触媒8が配置されている。還元触媒8は、エンジン2から排出される排気ガスの熱を利用して暖機されて還元機能を発揮する。
The
次に、蒸気発生器5について説明する。図2は、図1中の作動流体通路3、蒸気発生器5を拡大して示した説明図である。蒸気発生器5は、作動流体を貯留する蒸気発生室50を備えている。蒸気発生室50は、還元触媒8の下流側において、排気管7に組み付けられており、蒸気発生室50の内部を排気管7が貫通するように形成されている。また、蒸気発生室50は、上部51に導出口52が形成され、底部53に導入口54が形成されている。導出口52は、配管31、すなわち、作動流体通路3と接続している。また、導入口54は、配管32、すなわち、作動流体通路3と接続している。また、作動流体の逆流を防止する目的で、作動流体通路3の配管31の径Φaは配管32の径Φbよりも大径となっている。
Next, the
また、蒸気発生器5は、一定の圧力に保たれたリザーブタンク9を備えている。蒸気発生室50とリザーブタンク9とは連通路10により接続されている。リザーブタンク9は、液体状態の作動流体を貯留する。また連通路10には調圧弁11が配設されている。
Further, the
図3は調圧弁11を示した説明図である。図3(a)は、蒸気発生室50内からリザーブタンク9内へ作動流体が移動する場合を示し、図3(b)は、リザーブタンク9内から蒸気発生室50内へ作動流体が移動する場合を示した説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing the
調圧弁11は、作動流体の流路が形成された筐体11a、リリーフ弁11b、バキューム弁11c、リリーフ弁11bへ付勢力与えるリリーフ調圧スプリング11d、バキューム弁11cへ付勢力を与えるバキューム調圧スプリング11eを備えている。
The
調圧弁11は、蒸気発生室50内の圧力により開閉状態が変化する。蒸気発生室50内の圧力が蒸気の発生、流通が障害無く行われる通常の状態では、リリーフ弁11b、バキューム弁11cともに閉弁した状態である。蒸気発生室50内の圧力が上昇し、リリーフ調圧スプリング11dによる付勢力を上回る押圧力がリリーフ弁11bへ加わる場合、図3(a)に示すように、リリーフ弁11bが開弁し、蒸気発生室50内からリザーブタンク9内へ作動流体が流れる。このとき、バキューム弁11cは閉弁した状態である。一方、蒸気発生室50内の圧力が低下し、バキューム調圧スプリング11eによる付勢力を上回る吸引力がバキューム弁11cへ加わる場合、図3(b)に示すように、バキューム弁11cが開弁し、リザーブタンク9内から蒸気発生室50内へ作動流体が流れる。このとき、リリーフ弁11bは閉弁した状態である。この調圧弁11により、蒸気発生室50内に貯留される液相の作動流体は、作動流体の液面と導出口52との間に隙間が設けられるように調整されている。これにより、液相の作動流体が作動流体通路内を閉塞し、蒸気の流入を妨げることを抑制する。また、蒸気発生室50内の冷媒量が保たれ、蒸気発生室50内の圧力が一定に保たれている。
The open / close state of the
次に、熱交換器6について説明する。図4は、熱交換器6を示した説明図である。図4(a)は、熱交換器6の外観を示し、図4(b)は図4(a)中のA−A断面を示し、図4(c)は図4(a)及び図4(b)中のB−B断面を拡大して示した説明図である。図4(a)に示すとおり、熱交換器6は、アッパタンク61、ロアタンク62と、アッパタンク61内とロアタンク62内とを連通する数本のチューブ63と、チューブ63間に並べて配置したフィン64とを備えている。
Next, the
図4(b)に示すように、アッパタンク61内は、隔壁61aにより2つの部屋61b、部屋61cに区切られており、部屋61bに配管31が接続し、部屋61cに冷媒配管41が接続している。同様に、ロアタンク62内も、隔壁62aにより部屋62b、62cに区切られており、部屋62bに配管32が接続し、部屋63cに冷媒配管41が接続している。また、図4(b)、図4(c)に示すように、チューブ63内は、隔壁63aにより通路63b、通路63cが形成されており、通路63bは部屋61bと部屋62bとを連通し、通路63cは部屋61cと部屋62cとを連通している。また、チューブ63とフィン64とが形成する隙間は、図1に示した送風機12の運転により送られる送風が通過する送風用通路65である。
As shown in FIG. 4B, the
次に、廃熱利用装置1における作動流体、冷媒の流れと熱交換について説明する。
Next, the working fluid and refrigerant flow and heat exchange in the waste
蒸気発生室50内には貯留された作動流体は、排気管7を通過する排気ガスの廃熱により蒸気化される。蒸気化した作動流体は、液相の作動流体と比較して比体積が大きいため、蒸気発生室50内で上方に向かって浮上する。さらに、作動流体は液体の状態から蒸気化する際に膨張するため、蒸気発生室50内で行き場を失い、導出口52から作動流体管31内へ導出される。作動流体は連続して蒸気化し、先行する蒸気を押すことになるので、作動流体が配管31内を流れ、作動流体は熱交換器6側へ向かう。このように配管31内を流れる蒸気状態の作動流体は、蒸気配管31からアッパタンク61の部屋61b内へ流入する。アッパタンク61の部屋61b内に流入した作動流体は、複数あるチューブ63の通路63bへ流入する。
The working fluid stored in the
一方、冷媒配管41からロアタンク62の部屋62c内へ冷媒が供給される。ロアタンク62の部屋62c内に供給された冷媒は、通路63cへ流入する。通路63bを流れる作動流体と通路63cを流れる冷媒とは隔壁63aを介して熱交換する。また、通路63bを流れる作動流体は、送風用通路65を通過する送風と熱交換をする。これにより、暖められた送風は車両室内を暖気する。
On the other hand, the refrigerant is supplied from the
通路63bを通過する作動流体は、冷媒若しくは送風との熱交換により熱を放出して凝縮し、液相の状態へ戻る。この液体状態となった作動流体は、蒸気の状態の作動流体よりも比重が大きいため、重力によりロアタンク62の部屋62bへ流入する。ロアタンク62の部屋62b内の作動流体は、重力により配管32を通じて蒸気発生室50側へ送られ、導入口54により蒸気発生室50内へ導入される。
The working fluid that passes through the
一方、通路63cを流れる冷媒は、冷間始動時の低温時には、作動流体から熱を回収し昇温する。また、暖気完了後の高温時には、送風へ熱を放出し、送風を暖めるとともに自らは冷却される。このとき、暖められた送風は、車両室内を暖気する。
On the other hand, the refrigerant flowing through the
また、図1に示すように、廃熱利用装置1は、エンジン2内の冷媒の温度を測定する温度センサ13、ユーザが室内の暖房要求するための空調スイッチ14を備えている。温度センサ13は、エンジン2内の冷媒の温度からエンジン2の暖機状態を把握する本発明の把握手段に相当する。これらの温度センサ13、空調スイッチ14は、C/U(Control Unit)15と電気的に接続されている。さらに、廃熱利用装置1は、第1制御弁16、第2制御弁17を備えている。第1制御弁16は、配管31上に配設されており、開閉状態を変化することにより、配管31内の作動流体の流量を変化させる。第2制御弁17は、冷媒配管41上のエンジン2と熱交換器6との間に配設されて、開閉状態を変化することにより、熱交換器6へ流入する冷媒配管41内の冷媒の流量を変化させる。これらの第1制御弁16、第2制御弁17のそれぞれは、C/U15と電気的に接続されている。C/U15は、温度センサ13から取得する冷媒の温度情報、及び空調スイッチ14のON/OFFの情報に基づいて、第1制御弁16、第2制御弁17それぞれの開弁状態を決定し、指令信号を送り、各弁を制御する。また、C/U15と送風機12とは、電気的に接続されており、送風機12はC/U15の指令信号に基づいて、運転される。
Moreover, as shown in FIG. 1, the waste
次に、本発明の早期暖機、早期暖房についての制御処理を説明する。この制御処理は、C/U15により行われる。図5は、早期暖機、早期暖房についての制御処理のフローである。以下、図5のフローを参照して本発明の制御処理について説明する。
Next, control processing for early warm-up and early heating according to the present invention will be described. This control process is performed by the C /
C/U15はステップS1で、冷媒温度を取得する。ここでは、C/U15は、温度センサ13が測定するエンジン2内の温度を取得する。C/U15はステップS1の処理を終えるとステップS2へ進む。
In step S1, C /
C/U15はステップS2で、ステップS1において取得した冷媒温度が所定値Thw以下であるか否かを判断する。ここで、所定値Thwはエンジン2が暖機完了をした際の冷媒の温度である。
In step S2, C /
C/U15はステップS2でYESと判断する場合、すなわち、ステップS1において取得した冷媒温度が所定値Thw以下である場合、ステップS3へ進む。
If C /
C/U15はステップS3で、室内の暖房要求があるか否かを判断する。ここでは、C/U15は、空調スイッチ14のONの情報により、暖房要求があると判断する。C/U15はステップS3でYESと判断する場合、すなわち、空調スイッチ14のONの情報を取得すると、ステップS4へ進む。
In step S3, the C /
C/U15はステップS4で、第1制御弁16を開弁し、第2制御弁17を閉弁すると決定する。さらに、C/U15は第1制御弁16、第2制御弁17のそれぞれへ決定した弁状態とする信号を送信する。また、送風機12へ運転開始の信号を送り、室内への送風を開始する。
In step S4, the C /
C/U15がステップS2でYESと判断する場合、すなわち、エンジン2の暖機が完了していない冷間運転時では、冷媒の温度が低いため、冷媒を熱交換器6へ供給しても、室内暖房用送風を暖めるための熱量が得られない。この場合であっても、排気ガスから熱量を回収した作動流体は、冷媒よりも高温の状態であり、室内暖房用送風を暖める熱量を有するため、熱交換器6へ作動流体を供給し、作動流体の熱により室内暖房用送風を暖め、室内を暖房する。これにより、従来よりも早期に室内を暖房することが可能となった。
When C /
ところで、C/U15はステップS2でNOと判断する場合、すなわち、ステップS1において取得した冷媒温度が所定値Thwよりも高温である場合、ステップS5へ進む。
By the way, if C /
C/U15はステップS5で、第1制御弁16を閉弁し、第2制御弁17を開弁すると決定する。さらに、C/U15は第1制御弁16、第2制御弁17のそれぞれへ決定した弁状態とする信号を送信する。
In step S5, the C /
C/U15がステップS2でNOと判断する場合、すなわち、エンジン2の暖機が完了している場合、冷媒は、温度が高く、室内暖房用送風を暖めることができる。したがって、この場合に暖房要求があるとき、室内暖房用送風は冷媒との熱交換のみで、室内を暖気するのに十分な温度に昇温する。このため、冷媒のみを熱交換器6へ供給する構成とする。
When the C /
また、C/U15がステップS3でNOと判断する場合、すなわち、空調スイッチ14のONの情報を取得しない場合、ステップS6へ進む。
Further, if the C /
C/U15はステップS6で、第1制御弁16を開弁し、第2制御弁17を開弁すると決定する。さらに、C/U15は第1制御弁16、第2制御弁17のそれぞれへ決定した弁状態とする信号を送信する。
In step S6, the C /
C/U15がステップS3でNOと判断する場合、すなわち、暖機完了前の冷間運転時であり、暖房要求がない場合、廃熱利用装置1は、排気ガスから回収した熱量を冷媒の昇温に用いて、エンジン2の暖機に利用する。これにより、暖機が促進されて、燃費向上等の効果が得られる。
When the C /
また、本発明のように、作動流体を介して排気ガスの熱エネルギーを室内暖気に回収することは、排気ガスと室内暖房用送風とを直接熱交換する場合に考えられる排気ガス漏洩による車室内への有毒ガスの侵入、排気ガスの温度変化による空調温度の変動を抑制する効果がある。 Further, as in the present invention, the recovery of the thermal energy of the exhaust gas to the indoor warm air via the working fluid is considered to occur when the exhaust gas and the air for indoor heating are directly subjected to heat exchange. This has the effect of suppressing fluctuations in the air conditioning temperature due to the invasion of toxic gas into the air and the temperature change of the exhaust gas.
なお、本実施例では、ウォータジャケット2a内の冷媒温度を取得してエンジン2の暖機完了の有無を判断しているが、ウォータジャケット2a内の冷媒温度に相関関係のある温度情報に基づいて判断することができる。また、エンジン2の暖機完了の有無を判断できる情報であれば、他の情報に基づいて判断する構成とすることができる。
In the present embodiment, the refrigerant temperature in the
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、さらに本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。 The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope.
1 廃熱利用装置
2 エンジン
3 作動流体通路
31、32 配管
4 冷媒通路
41 冷媒配管
5 蒸気発生器
50 蒸気発生室
52 導出口
54 導入口
6 熱交換器
65 送風用通路
7 排気管
8 還元触媒
9 リザーブタンク
11 調圧弁
13 温度センサ
14 空調スイッチ
15 C/U(コントロールユニット)
16 第1制御弁
17 第2制御弁
DESCRIPTION OF
16
Claims (6)
蒸気化された前記作動流体が循環する作動流体通路と、
エンジンの冷却に用いられる冷媒が循環する冷媒通路と、
前記作動流体通路と前記冷媒通路とが引き込まれ、前記冷媒と前記作動流体とが熱交換する熱交換器と、
を備えたことを特徴としたエンジンの廃熱利用装置。 A steam generator that vaporizes the working fluid by waste heat of exhaust gas exhausted from the engine;
A working fluid passage through which the vaporized working fluid circulates;
A refrigerant passage through which a refrigerant used for cooling the engine circulates;
A heat exchanger in which the working fluid passage and the refrigerant passage are drawn, and the refrigerant and the working fluid exchange heat;
An engine waste heat utilization device characterized by comprising:
前記作動流体通路内の作動流体の流量を可変とする制御弁と、
前記エンジンの暖機状態を把握する把握手段と、
前記温度測定手段により測定された温度情報に基づいて、前記制御弁の開弁状態を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンの廃熱利用装置。 The engine waste heat utilization apparatus according to claim 1,
A control valve for varying the flow rate of the working fluid in the working fluid passage;
Grasping means for grasping a warm-up state of the engine;
Control means for controlling the open state of the control valve based on temperature information measured by the temperature measuring means;
An engine waste heat utilization device characterized by comprising:
前記蒸気発生器は、
内部において前記作動流体が蒸気化される蒸気発生室と、
当該蒸気発生室の上部に形成され、蒸気化された前記作動流体を作動流体通路へ導出する導出口と、
前記蒸気発生室の底部に形成され、前記熱交換器における熱交換により液化された前記作動流体を前記蒸気発生室内へ導入する導入口と、
を備えたことを特徴とするエンジンの廃熱利用装置。 The engine waste heat utilization apparatus according to claim 1 or 2,
The steam generator
A steam generation chamber in which the working fluid is vaporized;
A lead-out port formed at the upper part of the steam generation chamber for leading the vaporized working fluid to a working fluid passage;
An inlet for introducing the working fluid formed at the bottom of the steam generation chamber and liquefied by heat exchange in the heat exchanger into the steam generation chamber;
An engine waste heat utilization device characterized by comprising:
前記蒸気発生器は、
内部において前記作動流体が蒸気化される蒸気発生室と、
当該蒸気発生室の上部に形成され、蒸気化された前記作動流体を前記作動流体通路へ導出する導出口と、
前記蒸気発生室の底部に形成され、前記熱交換器における熱交換により液化された前記作動流体を前記蒸気発生室内へ導入する導入口と、
前記蒸気発生室と連通された前記作動流体のリザーブタンクと、
当該リザーブタンクと前記蒸気発生室とを連通する通路に設置した調圧弁と、
を備え、
前記蒸気発生室内の液相の前記作動流体の液面と前記導出口との間に隙間が設けられたことを特徴とするエンジンの廃熱利用装置。 The engine waste heat utilization apparatus according to claim 1 or 2,
The steam generator
A steam generation chamber in which the working fluid is vaporized;
A lead-out port that is formed in the upper part of the steam generation chamber and leads the vaporized working fluid to the working fluid passage;
An inlet for introducing the working fluid formed at the bottom of the steam generation chamber and liquefied by heat exchange in the heat exchanger into the steam generation chamber;
A reserve tank for the working fluid in communication with the steam generation chamber;
A pressure regulating valve installed in a passage communicating the reserve tank and the steam generation chamber;
With
A waste heat utilization apparatus for an engine, wherein a gap is provided between a liquid level of the working fluid in a liquid phase in the steam generation chamber and the outlet.
前記熱交換器は、車両の室内暖房用送風が前記冷媒及び前記作動流体と熱交換するように送風用通路が形成されたことを特徴とするエンジンの廃熱利用装置。 The engine waste heat utilization apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The waste heat utilization apparatus for an engine, wherein the heat exchanger is formed with a ventilation passage so that air for indoor heating of the vehicle exchanges heat with the refrigerant and the working fluid.
前記蒸気発生器は、エンジンの排気管における、排気ガスの熱を利用する排気熱利用部の下流側に配置されていることを特徴とするエンジンの廃熱利用装置。 The engine waste heat utilization apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The waste heat utilization device for an engine, wherein the steam generator is disposed downstream of an exhaust heat utilization unit that utilizes heat of exhaust gas in an exhaust pipe of the engine.
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