JP2012149539A - Rankine cycle system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関から発生する廃熱を、蒸気を介して回収するランキンサイクルシステム装置に関する。 The present invention relates to a Rankine cycle system device that recovers waste heat generated from an internal combustion engine through steam.
内燃機関の駆動に伴って発生する廃熱を、ランキンサイクルを利用して回収する廃熱回収装置が知られている。この種の廃熱回収装置は、例えば、内燃機関の水冷冷却系統を密閉構造とし、内燃機関における廃熱により気化した冷媒(蒸気)を用いて膨張器(タービン)を駆動して、その蒸気の持つ熱エネルギーを機械的動力や電気エネルギーに変換して回収するものがある。例えば、特許文献1にこのような技術が開示されている。
2. Description of the Related Art A waste heat recovery apparatus that recovers waste heat generated by driving an internal combustion engine using a Rankine cycle is known. In this type of waste heat recovery device, for example, a water-cooled cooling system of an internal combustion engine has a sealed structure, and an expander (turbine) is driven using refrigerant (steam) vaporized by waste heat in the internal combustion engine. Some have recovered the thermal energy they have converted into mechanical power or electrical energy. For example,
また、内燃機関と電動機の両者を切り替えてまたは併用して駆動動力源として使用するハイブリッド車両(以下、単に「ハイブリッド車両」という)において、電動機及び電動機から動力を得るための機器から廃熱を回収するシステムが特許文献2、3に開示されている。特許文献2のヒートマネージメントシステムは、エンジン内を循環する第1冷媒と、H/Vモータと熱交換する第2冷媒と、の間で熱交換する。特許文献3の蓄熱システムは、内燃機関を冷却するシステムの冷媒が蓄えた廃熱と、車両の電気径部品を冷却するシステムの冷媒が蓄えた廃熱の一方を優先的に蓄熱タンクへ回収する。
In addition, in a hybrid vehicle (hereinafter simply referred to as “hybrid vehicle”) that is used as a drive power source by switching or using both an internal combustion engine and an electric motor, waste heat is recovered from the electric motor and a device for obtaining power from the electric motor.
ところで、ランキンサイクルを利用して廃熱を回収する装置は、廃熱を回収して蒸気化した冷媒をエンジンへ再供給するため、蒸気化した冷媒を凝縮し、内燃機関を冷却するのに適した温度まで冷却する必要がある。冷媒の冷却には凝縮器(コンデンサ)が用いられ、冷却ファンによる強制的に供給される大気と冷媒が熱交換することにより、冷媒が冷却される。しかしながら、蒸気化した冷媒は温度が高く、冷媒を凝縮して所定の温度まで冷却するには、熱交換量も多くなるため、凝縮器や冷却用ファンを大型にしなければならない。このため、凝縮器を搭載するスペースが限られるとともに、廃熱回収装置自体の大型化を招く。また、大型の冷却ファンは消費電力も多く、燃費向上の面からも改善の余地がある。 By the way, an apparatus for recovering waste heat using the Rankine cycle is suitable for cooling the internal combustion engine by condensing the vaporized refrigerant because the waste heat is recovered and the vaporized refrigerant is supplied again to the engine. It is necessary to cool down to a certain temperature. A condenser (condenser) is used for cooling the refrigerant, and the refrigerant is cooled by exchanging heat between the air forcedly supplied by the cooling fan and the refrigerant. However, the vaporized refrigerant has a high temperature, and in order to condense the refrigerant and cool it to a predetermined temperature, the amount of heat exchange increases. Therefore, the condenser and the cooling fan must be made large. For this reason, the space for mounting the condenser is limited, and the waste heat recovery apparatus itself is increased in size. Large cooling fans also consume a lot of power, and there is room for improvement in terms of improving fuel consumption.
そこで、本発明は、内燃機関から廃熱を得て蒸気化する冷媒を冷却する能力を向上し、凝縮器を小型にすることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to improve the ability to cool the refrigerant that obtains waste heat from the internal combustion engine and vaporizes it, and to reduce the size of the condenser.
かかる課題を解決する本発明のランキンサイクルシステム装置は、内燃機関と他の動力機関とを備えたハイブリッドシステムと、前記内燃機関内を循環し、前記内燃機関の廃熱により蒸気化する第1冷媒と、蒸気化した前記第1冷媒から廃熱のエネルギーを回収する廃熱回収機と、蒸気化した前記第1冷媒を冷却する凝縮器と、前記他の動力機関と熱交換する第2冷媒と、前記凝縮器において前記第1冷媒と前記第2冷媒とが熱交換する熱交換部と、前記第2冷媒の温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部が測定した前記第2冷媒の温度に基づいて、前記熱交換部へ前記第2冷媒を導入する制御部と、を備えている。 A Rankine cycle system device of the present invention that solves such a problem includes a hybrid system including an internal combustion engine and another power engine, and a first refrigerant that circulates in the internal combustion engine and is vaporized by waste heat of the internal combustion engine. A waste heat recovery machine that recovers energy of waste heat from the vaporized first refrigerant, a condenser that cools the vaporized first refrigerant, and a second refrigerant that exchanges heat with the other power engine A heat exchanging unit that exchanges heat between the first refrigerant and the second refrigerant in the condenser; a temperature measuring unit that measures a temperature of the second refrigerant; and a temperature measuring unit that measures the temperature of the second refrigerant. And a control unit that introduces the second refrigerant into the heat exchange unit based on temperature.
この構成により、第2冷媒が凝縮器へと供給されるため、蒸気化した第1冷媒は凝縮器において大気と熱交換するとともに、第2冷媒と熱交換することができる。このため、凝縮器において第1冷媒を冷却する能力が向上する。すなわち、凝縮器では、第1冷媒が第2冷媒と熱交換する分、第1冷媒の大気との熱交換量を減らすことができるため、凝縮器を小型化できる。 With this configuration, since the second refrigerant is supplied to the condenser, the vaporized first refrigerant can exchange heat with the atmosphere and also exchange heat with the second refrigerant in the condenser. For this reason, the ability to cool the first refrigerant in the condenser is improved. That is, in the condenser, the amount of heat exchange with the atmosphere of the first refrigerant can be reduced by the amount of heat exchange between the first refrigerant and the second refrigerant, so that the condenser can be downsized.
また、本発明の構成では、第2冷媒が第1冷媒から廃熱を得て昇温するため、第2冷媒と熱交換する他の動力機関を暖機することができる。他の動力機関が熱を受け取り早期に暖機することにより、他の動力機関の運転効率を向上できる。このような他の動力機関には、電動機、及び電動機とともにに組み込まれる周辺機器、例えばインバータや蓄電池を採用できる。 Moreover, in the structure of this invention, since a 2nd refrigerant | coolant acquires waste heat from a 1st refrigerant | coolant and heats up, the other power engine which heat-exchanges with a 2nd refrigerant | coolant can be warmed up. When the other power engine receives heat and warms up early, the operating efficiency of the other power engine can be improved. Such other power engines can employ an electric motor and peripheral devices incorporated together with the electric motor, for example, an inverter or a storage battery.
上記のランキンサイクルシステム装置において、前記制御部は、前記第2冷媒の温度が第1の所定温度未満の場合、前記熱交換部へ前記第2冷媒を導入する構成とすることができる。 In the Rankine cycle system apparatus, the control unit may be configured to introduce the second refrigerant into the heat exchange unit when the temperature of the second refrigerant is lower than a first predetermined temperature.
第2冷媒の温度が低い場合には、第2冷媒が第1冷媒から持ち去る熱量も多く、冷却能力が高い。さらに、低温の第2冷媒が第1冷媒から得た熱により昇温するため、他の動力機関を暖機することができる。ここで、第1の所定温度は、他の動力機関が暖機完了する温度である。 When the temperature of the second refrigerant is low, the amount of heat that the second refrigerant takes away from the first refrigerant is large, and the cooling capacity is high. Furthermore, since the temperature of the low-temperature second refrigerant is increased by the heat obtained from the first refrigerant, the other power engine can be warmed up. Here, the first predetermined temperature is a temperature at which the other power engine is warmed up.
上記のランキンサイクルシステム装置において、前記制御部は、前記凝縮器の出口における前記第1冷媒の温度が第2の所定温度以上の場合、前記熱交換部へ前記第2冷媒を導入する構成とすることができる。 In the Rankine cycle system device, the control unit is configured to introduce the second refrigerant into the heat exchange unit when the temperature of the first refrigerant at the outlet of the condenser is equal to or higher than a second predetermined temperature. be able to.
第1冷媒は内燃機関から熱を得るだけでなく、内燃機関を適切に冷却することに用いられる。このため、第1冷媒を冷却する必要がある。第2冷媒を凝縮器へ供給し、第1冷媒から持ち去る熱量を増加する。これにより、第1冷媒が冷却されて、内燃機関を適切な温度に冷却できる。ここで、第2の所定温度は、内燃機関へ供給するのに適した温度の上限温度である。 The first refrigerant is used not only to obtain heat from the internal combustion engine but also to appropriately cool the internal combustion engine. For this reason, it is necessary to cool the first refrigerant. The second refrigerant is supplied to the condenser, and the amount of heat taken away from the first refrigerant is increased. Thereby, a 1st refrigerant | coolant is cooled and an internal combustion engine can be cooled to appropriate temperature. Here, the second predetermined temperature is an upper limit temperature suitable for supplying to the internal combustion engine.
本発明は、内燃機関と他の動力機関とを備えたハイブリッドシステムを備え、内燃機関内を循環する第1冷媒と、他の動力機関と熱交換する第2冷媒とが熱交換することにより、第1冷媒を冷却する能力が向上し、凝縮器を小型にすることができる。 The present invention includes a hybrid system including an internal combustion engine and another power engine, and the first refrigerant circulating in the internal combustion engine exchanges heat with the second refrigerant that exchanges heat with the other power engine. The ability to cool the first refrigerant is improved, and the condenser can be reduced in size.
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 carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本実施形態に係るランキンサイクルシステム装置1の概略構成を示した説明図である。ランキンサイクルシステム装置1はハイブリッドシステム2を備えている。ハイブリッドシステム2は、内燃機関3と電動機4とを備え、内燃機関3と電動機4のいずれか一方を単独で駆動、または両方同時に駆動することにより動力源として機能する。電動機4はインバータ41、HV(ハイブリッド)バッテリ42とともに他の動力機関を構成する。このランキンサイクルシステム装置1は車両に搭載することができる。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a Rankine
内燃機関3内には、第1冷媒が循環する第1冷媒通路5が設けられている。第1冷媒は、内燃機関3内を循環し、内燃機関3を冷却するとともに、内燃機関3から発生する廃熱により蒸気化する。図中に示す矢印は第1冷媒の流れる方向を示している。ランキンサイクルシステム装置1は、廃熱回収機6を備えている。廃熱回収機6は、内燃機関3の廃熱により蒸気化した第1冷媒から廃熱のエネルギーを回収する。
A
また、ランキンサイクルシステム装置1内には、第2冷媒が循環する第2冷媒通路7が設けられている。第2冷媒は、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42と熱交換する。すなわち、第2冷媒は、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42へ熱を供給したり、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42から熱を回収して電動機4、インバータ41、HVバッテリ42を冷却したりする。また、第2冷媒は、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42のいずれか1つと熱交換する構成としてもよいし、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42の他に、電動機4とともにハイブリッドシステム2に組み込まれる周辺機器と熱交換する構成としてもよい。
In the Rankine
内燃機関3は内燃機関本体30のシリンダブロック30aとシリンダヘッド30bとを備えている。第1冷媒通路5は、シリンダブロック30aに形成されたブロック側ウォータジャケット31aとシリンダヘッド30bに形成されたヘッド側ウォータジャケット31bとを接続している。第1冷媒通路5内の第1冷媒は、ヘッド側ウォータジャケット31b側からブロック側ウォータジャケット31aへと流れる。第1冷媒通路5には上流側から順に、気液分離器32、蒸発器33、過熱器34、廃熱回収機6、凝縮器35、凝縮タンク36、ベーン型ウォータポンプ37、逆止弁38、ウォータポンプ39が配置されている。
The
ブロック側ウォータジャケット31aとヘッド側ウォータジャケット31b内の第1冷媒は、シリンダブロック30a、シリンダヘッド30bを冷却する。ウォータポンプ39が作動すると、ブロック側ウォータジャケット31a及びヘッド側ウォータジャケット31b内の第1冷媒は、気液分離器32へ送られる。気液分離器32は、第1冷媒を蒸気と液体とに分離する。気液分離器32は、蒸発器33と2本の通路51、52で接続されている。通路51は気液分離器32において分離された気体が通り、通路52は気液分離器32において分離された液体が通るように構成されている。通路52には電磁弁521が設けられている。電磁弁521が開弁すると、通路52を第1冷媒が流れる。これにより、蒸発器33内の第1冷媒が不足した場合、気液分離器32から供給できるように構成されている。
The first refrigerant in the block-
蒸発器33は過熱器34と連通されている。蒸発器33と過熱器34とは、内燃機関3から排出される排ガスと、第1冷媒とが熱交換するように構成されている。さらに具体的に構成を説明すると、排気管8が蒸発器33内、過熱器34内を通るように形成されている。蒸発器33内の第1冷媒は排気ガスから熱を得て蒸気化する。蒸気化した第1ガスは過熱器34へ送られる。過熱器34内の蒸気化した第1冷媒は、排気ガスから熱を得て高温高圧の蒸気となる。過熱器34は蒸発器33よりも排気管8の上流側に配置されている。従って、過熱器34内の第1冷媒は、蒸発器33内の第1冷媒よりも高温の排気ガスと熱交換する。
The
過熱器34内の高温高圧の蒸気は、次に、廃熱回収機6へと送られる。廃熱回収機6は、超音速ノズル61、タービン62、発電機63、蓄電池64を備えた廃熱回収用のユニットである。高温高圧の蒸気は超音速ノズル61からタービン62へと噴きつけられる。これにより、タービン62が回転する。タービン62が回転することにより、発電機63で発電され、発生した電気は蓄電池64に蓄えられる。こうして、廃熱回収機6は、内燃機関3の廃熱により蒸気化した第1冷媒からエネルギーを回収する。
The high-temperature and high-pressure steam in the
凝縮器35は、廃熱回収機6においてタービン62の駆動後の蒸気を液体へと凝縮する。凝縮器35は、細分化した通路へ第1冷媒を送り、大気との熱交換を促進することにより、第1冷媒を冷却する。また、凝縮器35へ大気を強制的に供給する冷却ファン9が設けられている。また、凝縮器35の第1冷媒の出口には、凝縮後の第1冷媒の温度を測定する第1温度センサ10が設けられている。
The
凝縮器35で液体へ凝縮した第1冷媒は、凝縮器35の下流のヘッダタンク11へ一時的に蓄えられた後、凝縮タンク36へ送られる。凝縮タンク36内の第1冷媒は、ベーン型ウォータポンプ37によりウォータポンプ39側へと供給される。さらに、第1冷媒はウォータポンプ39により、ブロック側ウォータジャケット31aへと供給され、内燃機関3内を循環する。また、ベーン型ウォータポンプ37は、気液分離器32内の第1冷媒の量を調整するように作動する。また、ベーン型ウォータポンプ37とウォータポンプ39の間の逆止弁38は、ベーン型ウォータポンプ37へ第1冷媒が逆流することを防止する。
The first refrigerant condensed into the liquid by the
上記の通り、第1冷媒は内燃機関本体30、及び内燃機関3の排ガスから廃熱を回収し、高温高圧の蒸気となる。廃熱回収機6は、この蒸気化した第1冷媒の熱エネルギーを電気エネルギーへと変換して回収する。蒸気化した第1冷媒は凝縮器35において再び液体状態に凝縮される。凝縮された第1冷媒は、内燃機関3へ送られる。これにより第1冷媒は、ランキンサイクルシステム装置1内を循環する。従って、第1冷媒を作動流体とするランキンサイクルが構成されている。
As described above, the first refrigerant recovers waste heat from the exhaust gas of the internal
第2冷媒通路7の一部には、熱交換管71が形成されている。熱交換管71は、凝縮器35を通るように構成されている。熱交換管71を通る第2冷媒は、凝縮器35内の第1冷媒と熱交換する。熱交換管71は、凝縮器35において第1冷媒と第2冷媒とが熱交換する熱交換部として機能する。また、第2冷媒通路7には電動ポンプ72が設けられている。また、第2冷媒通路7内の第2温度センサ73が設けられている。第2温度センサ73は、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42の下流側に配置することができる。また、ハイブリッドシステム2には、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42を別途冷却する冷却系統(図示しない)が設けられている。
A
次に、ランキンサイクルシステム装置1の制御システム20の構成について説明する。図2は制御システム20のブロック図である。制御システム20はECU(Electronic Control Unit)21を有する。ECU21は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、入出力ポートを双方向バスで接続した公知の形式のディジタルコンピュータからなり、ハイブリッドシステム2、及び内燃機関3の制御のために設けられている各種センサや作動装置と信号をやり取りして制御する。
Next, the configuration of the
特に、本実施形態では、ECU21は、第1温度センサ10、第2温度センサ73と電気的に接続されている。ECU21は第1温度センサ10が計測する、凝縮器35出口の第1冷媒の温度と、第2温度センサ73が計測する、第2冷媒通路7内の第2冷媒の温度を取得する。また、ECU21は、電動ポンプ72、冷却ファン9、電磁弁521と電気的に接続されており、ハイブリッドシステム2、及び内燃機関3の各種センサの取得する情報に基づいて、電動ポンプ72、冷却ファン9の運転、停止や電磁弁521の開閉状態を制御する。特に、ECU21は、第2温度センサ73が測定した第2冷媒の温度に基づいて、電動ポンプ72へ駆動信号を送り、熱交換管71へ第2冷媒を導入する制御を行う。
In particular, in the present embodiment, the
次に、ランキンサイクルシステムの稼動中における冷媒の熱交換に関する制御について図3を参照しつつ説明する。図3は、ランキンサイクルシステムの稼動中における冷媒の熱交換に関する制御のフローチャートである。この制御は、ECU21により行われる。なお、本制御が行われる条件では、第2冷媒は、第1冷媒よりも低い温度である。
Next, control relating to heat exchange of the refrigerant during operation of the Rankine cycle system will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart of control related to heat exchange of the refrigerant during operation of the Rankine cycle system. This control is performed by the
ECU21はステップS1において、ランキンサイクルシステムが稼動中か否かを判断する。ECU21はステップS1でYESと判断する場合、すなわち、ランキンサイクルシステムが稼働している場合、ステップS2へ進む。ECU21はステップS2で、第1冷媒の温度T1及び第2冷媒の温度T2を検出する。第1冷媒の温度T1は第1温度センサ10が計測する、凝縮器35出口における第1冷媒の温度である。第2冷媒の温度T2は第2温度センサ73が計測する、第2冷媒通路7内の第2冷媒の温度である。
In step S1, the
ECU21は次に、ステップS3において、第2冷媒の温度T2が温度TA未満か否かを判断する。この温度TAは第1の所定温度である。温度TAは、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42の暖機が完了している温度である。従って、ステップS3の処理は、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42の暖機が完了していて、インバータ41、HVバッテリ42の充放電ができるか否かを判断する処理ともいえる。ECU21はステップS3でYESと判断する場合、すなわち、第2冷媒の温度T2が温度TA未満である場合、ステップS4へ進む。
ECU21 then in step S3, the temperature T 2 of the second refrigerant determined whether below the temperature T A. The temperature T A is the first predetermined temperature. Temperature T A is the motor 4, is the temperature at which the warm-up has been completed of the
ECU21はステップS4で凝縮器35へ第2冷媒を導入する。具体的には、電動ポンプ72を駆動し、第2冷媒通路7の第2冷媒を流動させる。これにより、第2冷媒が熱交換管71を通るため、第2冷媒と第1冷媒とが熱交換する。第2冷媒は第1冷媒から熱を受け取り昇温する。こうして温度の上昇した第2冷媒は電動機4、インバータ41、HVバッテリ42と熱交換するため、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42の暖機を促進する。特に、冬季や寒冷地での始動時などの第2冷媒の温度が低い条件で、内燃機関3から得られた廃熱を電動機4、インバータ41、HVバッテリ42の暖機に積極的に利用できる。また、インバータ41やHVバッテリ42が暖機することにより充放電が可能となるので、早期にインバータ41やHVバッテリ42を暖機することにより燃費を向上することができる。ECU21はステップS4を終えると、リターンとなる。
The
ECU21はステップS3でNOと判断する場合、すなわち、第2冷媒の温度T2が温度TA以上である場合、ステップS5へ進む。ECU21はステップS5で、第2冷媒の温度T2が温度TB(TB>TA)未満か否かを判断する。温度TBは、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42の稼働可能な上限温度である。ECU21はステップS5でYESと判断する場合、すなわち、第2冷媒の温度T2が温度TB未満である場合、ステップS6へ進む。
ECU21 If judged NO in step S3, i.e., when the temperature T 2 of the second coolant is not less than the temperature T A, the process proceeds to step S5. ECU21 in step S5, the temperature T 2 of the second refrigerant determined whether below the temperature T B (T B> T A ). Temperature T B is the motor 4 is operable upper limit temperature of the
ECU21はステップS6で、第1冷媒の温度T1が温度TC以上か否かを判断する。この温度TCは第2の所定温度である。温度TCは内燃機関3へ供給するのに適した第1冷媒の温度の上限温度である。ECU21はステップS6でYESと判断する場合、すなわち、第1冷媒の温度T1が温度TC以上である場合、ステップS4へ進む。ステップS6でYESと判断される場合では、第1冷媒の温度T1が適温の上限温度以上であり、第2冷媒の温度T2が電動機4、インバータ41、HVバッテリ42の稼働可能温度の上限温度未満である。このとき、第2冷媒は熱を受け取る容量に余裕がある。従って、第2冷媒を凝縮器35へ導入することにより、第1冷媒と第2冷媒とが熱交換し、第1冷媒を冷却することができる。これにより、凝縮器35を適切な温度に冷却することができる。特に、第2冷媒の温度が低い場合には、第2冷媒が第1冷媒から持ち去る熱量も多くなるため、高い冷却能力を得ることができる。ここでの処理は、連続して高負荷運転が行われる状況において、冷却ファン9のみによる凝縮器35の冷却能力が不足する場合に、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42の温度が上限温度以下であって、受熱量に余裕がある場合に効果がある。第2冷媒により第1冷媒を冷却することによりランキンサイクルシステムの効率も向上できる。
ECU21 in step S6, the temperature T 1 of the first refrigerant is determined whether or temperature T C. The temperature T C is the second predetermined temperature. Temperature T C is the upper limit temperature of the temperature of the first refrigerant suitable for supplying to the
一方、ECU21はステップS5でNOと判断する場合、すなわち、第2冷媒の温度T2が温度TB以上である場合、ステップS7へ進む。ECU21はステップS7で、凝縮器35への第2冷媒の導入を停止する。具体的には、電動ポンプ72の運転を停止する。これにより、第2冷媒通路7における第2冷媒の流動が停止し、熱交換管71における第1冷媒と第2冷媒との熱交換が停止する。第2冷媒の温度T2が温度TB以上である場合は、第2冷媒が熱を受け取る容量に余裕がないため、第1冷媒と第2冷媒との間の熱交換を抑制する。このため、第1冷媒と第2冷媒との熱交換を停止する。
Meanwhile,
また、ECU21はステップS6でNOと判断する場合、すなわち、第1冷媒の温度T1が温度TC未満である場合、ステップS7へ進む。ステップS6でNOと判断される場合では、第2冷媒は熱を受け取る容量に余裕があるが、第1冷媒の温度T1が適温の状態にあるため、冷却の必要がない。従って、第1冷媒と第2冷媒との熱交換を停止する。ECU21はステップS7を終えるとリターンとなる。また、ECU21はステップS1でNOと判断する場合にもリターンとなる。さらに、このような本制御処理とは別途、適宜冷却ファン9が運転されて第1冷媒の冷却が行われている。また、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42も別途冷却系統により適宜冷却されて、運転に適切な温度に維持される。
Further,
上記の構成、及び制御により、ランキンサイクルシステム装置1は、第2冷媒を凝縮器35へ供給し、蒸気化した第1冷媒と熱交換させる。これにより、凝縮器35の第1冷媒を冷却する能力が向上する。さらに、第1冷媒が第2冷媒と熱交換する分、凝縮器35において、第1冷媒と大気との熱交換量を減らすことができるため、凝縮器35を小型化することができる。また、凝縮器35へ供給する大気の流量も減らせるため、大気を強制的に凝縮器35へ供給する冷却ファン9を小型化、省電力化することができる。
With the above-described configuration and control, the Rankine
また、第2冷媒は第1冷媒を冷却する代わりに、第1冷媒から熱を受け取り昇温する。このように温度の上昇した第2冷媒が冷間始動時の電動機4、インバータ41、HVバッテリ42を暖機することができる。従って、凝縮器35の冷却能力を向上するとともに、電動機4、インバータ41、HVバッテリ42の早期稼働を可能とし、燃費を向上できる。
Further, the second refrigerant receives heat from the first refrigerant and raises the temperature instead of cooling the first refrigerant. Thus, the 2nd refrigerant | coolant which temperature rose can warm up the electric motor 4, 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。上記実施例では、他の動力機関は電動機と電動機とともに組み込まれる周辺機器としているが、他の動力機関は、上記の構成に限られず、他の動力機関であって、熱交換を行うことができるものを含む。 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. In the above embodiment, the other power engine is a peripheral device incorporated together with the motor and the motor, but the other power engine is not limited to the above-described configuration, and is another power engine that can perform heat exchange. Including things.
1 ランキンサイクルシステム装置
2 ハイブリッドシステム
3 内燃機関
4 電動機(他の動力機関の一部)
5 第1冷媒通路
6 廃熱回収機
7 第2冷媒通路
9 冷却ファン
10 第1温度センサ
21 ECU(制御部)
35 凝縮器
41 インバータ(他の動力機関の一部)
42 HVバッテリ(他の動力機関の一部)
71 熱交換管(熱交換部)
73 第2温度センサ(温度測定部)
1 Rankine cycle system device 2
DESCRIPTION OF
35
42 HV battery (part of other power engines)
71 Heat exchange pipe (Heat exchange part)
73 Second temperature sensor (temperature measurement unit)
Claims (3)
前記内燃機関内を循環し、前記内燃機関の廃熱により蒸気化する第1冷媒と、
蒸気化した前記第1冷媒から廃熱のエネルギーを回収する廃熱回収機と、
蒸気化した前記第1冷媒を冷却する凝縮器と、
前記他の動力機関と熱交換する第2冷媒と、
前記凝縮器において前記第1冷媒と前記第2冷媒とが熱交換する熱交換部と、
前記第2冷媒の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部が測定した前記第2冷媒の温度に基づいて、前記熱交換部へ前記第2冷媒を導入する制御部と、
を備えたランキンサイクルシステム装置。 A hybrid system comprising an internal combustion engine and another power engine;
A first refrigerant that circulates in the internal combustion engine and is vaporized by waste heat of the internal combustion engine;
A waste heat recovery machine that recovers energy of waste heat from the vaporized first refrigerant;
A condenser for cooling the vaporized first refrigerant;
A second refrigerant that exchanges heat with the other power engine;
A heat exchanging section for exchanging heat between the first refrigerant and the second refrigerant in the condenser;
A temperature measuring unit for measuring the temperature of the second refrigerant;
A control unit for introducing the second refrigerant into the heat exchange unit based on the temperature of the second refrigerant measured by the temperature measurement unit;
Rankine cycle system device equipped with.
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