JP2013217221A - ランキンサイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガスの温度が低くなり過ぎてしまうことを防止することができるとともに、作動流体の温度が高くなり過ぎてしまうことを防止すること。
【解決手段】冷媒循環回路１１に、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２を設けた。さらに、冷媒循環回路１１に、第１熱交換器５１をバイパスする冷媒バイパス通路８１へ流れる冷媒の流量を変更する冷媒流量調整バルブ８１ａを設けた。そして、冷媒流量調整バルブ８１ａにより、冷媒バイパス通路８１へ流れる冷媒の流量を増やす。
【選択図】図１

Description

本発明は、ランキンサイクル装置に関する。

この種のランキンサイクル装置としては、例えば特許文献１のものが挙げられる。特許文献１のランキンサイクル装置は、エンジンから排気される燃焼ガス（排気ガス）の一部であるＥＧＲガスを熱源として、蒸気発生器を流れる作動流体を加熱する。そして、蒸気発生器で加熱された作動流体を膨張機に吸入し、膨張機により作動流体を略等エントロピ的に減圧膨張することで、作動流体の有する熱エネルギーを回転エネルギー等の機械的エネルギーに変換する。

特開２００５−４２６１８号公報

ところで、蒸気発生器においてＥＧＲガスが作動流体と熱交換されることで、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎると、ＥＧＲガス中の水蒸気が凝縮して水が発生し、ＥＧＲガスに含まれる硫黄が水に溶けることにより硫酸が生じ、この硫酸により、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路の構成部品が劣化してしまう。一方、蒸気発生器において作動流体がＥＧＲガスと熱交換されることで、作動流体の温度が高くなり過ぎると、作動流体が熱分解してしまったり、作動流体に含まれる潤滑油が炭化してしまったりしてランキンサイクル装置の効率低下や信頼性低下につながる。

そこで、上記課題を解決するために、例えば、ランキンサイクル装置における回路において、蒸気発生器をバイパスする作動流体バイパス回路を配設することで、蒸気発生器においてＥＧＲガスと熱交換される作動流体の量を少なくし、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎてしまうことを抑制することが考えられる。この場合、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎてしまうことは抑制されるが、蒸気発生器においてＥＧＲガスと熱交換される作動流体の量が少なくなっているため、蒸気発生器において作動流体が加熱され易くなってしまい、作動流体の温度が高くなり過ぎてしまうという問題が発生する。

一方、例えば、ＥＧＲ通路において、蒸気発生器をバイパスするＥＧＲバイパス回路を配設することで、蒸気発生器において作動流体と熱交換されるＥＧＲガスの量を少なくし、作動流体の温度が高くなり過ぎることを抑制することが考えられる。この場合、作動流体の温度が高くなり過ぎてしまうことは抑制されるが、蒸気発生器において作動流体と熱交換されるＥＧＲガスの量が少なくなっているため、蒸気発生器においてＥＧＲガスが冷却され易くなってしまい、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎてしまうという問題が発生する。

なお、この問題は蒸気発生器におけるＥＧＲガスと作動流体との熱交換に限定されるものではなく、エンジンから排気される排気ガスと作動流体との熱交換であれば、同様な問題が起こり得る。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、排気ガスの温度が低くなり過ぎてしまうことを防止することができるとともに、作動流体の温度が高くなり過ぎてしまうことを防止することができるランキンサイクル装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、作動流体を圧送するポンプと、前記ポンプにより圧送された前記作動流体をエンジンから排気される排気ガスと熱交換させる複数の熱交換器と、各熱交換器で熱交換された作動流体を膨張させて機械的エネルギーを出力する膨張機と、前記膨張機で膨張された作動流体を凝縮させる凝縮器と、を有し、前記ポンプ、前記複数の熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器が順次接続されて作動流体回路が形成されており、前記排気ガスは、前記複数の熱交換器を、前記作動流体とは逆方向の順に流れ、前記複数の熱交換器のうち、前記ポンプの出口から前記膨張機の入口までの前記作動流体の流通方向における最上流に位置する最上流熱交換器をバイパスする作動流体バイパス通路へ流れる前記作動流体の流量を変更する作動流体流量変更手段、及び、前記複数の熱交換器のうち、前記ポンプの出口から前記膨張機の入口までの前記作動流体の流通方向における最下流に位置する最下流熱交換器をバイパスする排気ガスバイパス通路へ流れる前記排気ガスの流量を変更する排気ガス流量変更手段、のうちの少なくとも一方を備えていることを要旨とする。

作動流体流量変更手段により、作動流体バイパス通路へ流れる作動流体の流量を増やす。これにより、最上流熱交換器において排気ガスと熱交換される作動流体の量が少なくなり、排気ガスの温度が低くなり過ぎてしまうことを防止することができる。また、作動流体バイパス通路を通過する作動流体は、最上流熱交換器で排気ガスと熱交換されない。そして、作動流体バイパス通路へバイパスされずに最上流熱交換器を通過する作動流体は、最上流熱交換器において、下流側の熱交換器で作動流体と熱交換されて冷却された排気ガスと熱交換されるため、温度が高くなり過ぎてしまうことが無い。

また、排気ガス流量変更手段により、排気ガスバイパス通路へ流れる排気ガスの流量を増やす。これにより、最下流熱交換器において作動流体と熱交換される排気ガスの量が少なくなり、作動流体の温度が高くなり過ぎてしまうことを防止することができる。また、排気ガスバイパス通路を通過する排気ガスは、最下流熱交換器で作動流体と熱交換されない。そして、排気ガスバイパス通路へバイパスされずに最下流熱交換器を通過する排気ガスは、最下流熱交換器において、上流側の熱交換器で排気ガスと熱交換されて加熱された作動流体と熱交換されるため、温度が低くなり過ぎてしまうことが無い。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記最上流熱交換器を通過した排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段をさらに備え、前記排気ガスの温度に基づき前記作動流体流量変更手段及び前記排気ガス流量変更手段のうちの少なくとも一方を制御することを要旨とする。

この発明によれば、排気ガス温度検出手段により検出された温度が予め定められた温度よりも低い場合に、作動流体流量変更手段又は排気ガス流量変更手段により、作動流体バイパス通路と最上流熱交換器とへ流れる作動流体の流量、又は排気ガスバイパス通路と最下流熱交換器とへ流れる排気ガスの流量を変更する。これにより、排気ガスの温度が低くなり過ぎてしまうことを防止し易くすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記最下流熱交換器を通過した作動流体の温度を検出する作動流体温度検出手段をさらに備え、前記作動流体の温度に基づき前記作動流体流量変更手段及び前記排気ガス流量変更手段のうちの少なくとも一方を制御することを要旨とする。

この発明によれば、作動流体温度検出手段により検出された温度が予め定められた温度よりも高い場合に、作動流体流量変更手段又は排気ガス流量変更手段により、作動流体バイパス通路と最上流熱交換器とへ流れる作動流体の流量、又は排気ガスバイパス通路と最下流熱交換器とへ流れる排気ガスの流量を変更する。これにより、作動流体の温度が高くなり過ぎてしまうことを防止し易くすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記排気ガスはＥＧＲガスであることを要旨とする。
この発明によれば、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎて、ＥＧＲガス中の水蒸気が凝縮して水が発生し、ＥＧＲガスに含まれる硫黄が水に溶けることにより硫酸が生じ、この硫酸により、ＥＧＲガスが流れる排気通路の構成部品が劣化してしまうことを防止することができる。その結果、排気通路の構成部品の劣化が原因で、エンジンの性能に不具合が生じてしまうことを防止することができる。

この発明によれば、排気ガスの温度が低くなり過ぎてしまうことを防止することができるとともに、作動流体の温度が高くなり過ぎてしまうことを防止することができる。

第１の実施形態におけるランキンサイクル装置を示す模式図。 第２の実施形態におけるランキンサイクル装置を示す模式図。 別の実施形態におけるランキンサイクル装置を示す模式図。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１にしたがって説明する。なお、ランキンサイクル装置は車両に搭載されている。

図１に示すように、ランキンサイクル装置１０は、膨張機２０、凝縮器３０、ポンプ４０、熱交換器としての第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２を順次接続してなる作動流体回路としての冷媒循環回路１１を備える。この冷媒循環回路１１では、作動流体としての冷媒が循環するようになっている。そして、冷媒循環回路１１では、冷媒は、膨張機２０、凝縮器３０、ポンプ４０、第１熱交換器５１、第２熱交換器５２の並び順に沿って流れて冷媒循環回路１１を循環するようになっている。

ポンプ４０の出口と第１熱交換器５１とは第１通路２１を介して接続されている。第１熱交換器５１と第２熱交換器５２とは第２通路２２を介して接続されている。第２熱交換器５２と膨張機２０の入口とは第３通路２３を介して接続されている。膨張機２０の出口と凝縮器３０の入口とは第４通路２４を介して接続されている。凝縮器３０の出口とポンプ４０の入口とは第５通路２５を介して接続されている。第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２は、ポンプ４０により圧送された冷媒を、エンジン６１から排気される排気ガスの一部であるＥＧＲガスと熱交換させる。よって、本実施形態では、冷媒循環回路１１におけるポンプ４０の出口から膨張機２０の入口までの間で二つの熱交換器５１，５２が直列配置されている。そして、二つの熱交換器５１，５２のうち、第１熱交換器５１が、ポンプ４０の出口から膨張機２０の入口までの冷媒の流通方向の最上流に位置する最上流熱交換器に相当するとともに、第２熱交換器５２が、ポンプ４０の出口から膨張機２０の入口までの冷媒の流通方向の最下流に位置する最下流熱交換器に相当する。また、本実施形態では、エンジン６１はディーゼルエンジンである。

エンジン６１には吸気通路６２が接続されている。吸気通路６２には過給機６３のコンプレッサ６３ａが設けられている。また、エンジン６１に排気通路６４が接続されている。排気通路６４には過給機６３のタービン６３ｂが設けられている。過給機６３は、排気流によって作動される公知の可変ノズル式ターボチャージャである。可変ノズル式ターボチャージャは、排気流の作用によりタービン６３ｂに生じる回転トルクを駆動源としてコンプレッサ６３ａを駆動させ、吸入空気を圧送する。吸気通路６２には、空気の流通方向における過給機６３よりも下流側にインタークーラ６２ａが設けられている。このインタークーラ６２ａによって、過給機６３の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。

排気通路６４には、エンジン６１から排気される排気ガスの一部であるＥＧＲガスを吸気通路６２に還流させるＥＧＲ通路６５が形成されている。ＥＧＲ通路６５は排気通路６４の一部である。ＥＧＲ通路６５の一端は、排気ガスの流通方向における過給機６３よりも上流側に接続されるとともに、ＥＧＲ通路６５の他端は吸気通路６２に接続されている。ＥＧＲ通路６５には第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２が配設されている。そして、ＥＧＲ通路６５を流れるＥＧＲガスは、第２熱交換器５２及び第１熱交換器５１の順に流れる。すなわち、ＥＧＲガスは、ポンプ４０の出口から膨張機２０の入口までの冷媒の流通方向とは逆方向に流れる。ＥＧＲ通路６５には、ＥＧＲガスの流通方向における第１熱交換器５１よりも下流側にＥＧＲバルブ６５ａ設けられている。このＥＧＲバルブ６５ａによって、吸気通路６２へのＥＧＲガスの還流量が調整される。

冷媒循環回路１１には、第１熱交換器５１をバイパスする作動流体バイパス通路としての冷媒バイパス通路８１が配設されている。冷媒バイパス通路８１の一端は第１通路２１に接続されるとともに、他端は第２通路２２に接続されている。冷媒バイパス通路８１には、冷媒バイパス通路８１と第１熱交換器５１とへ流れる冷媒の流量を変更する作動流体流量変更手段としての冷媒流量調整バルブ８１ａが設けられている。冷媒流量調整バルブ８１ａは、冷媒バイパス通路８１へ流れる冷媒の流量と、第１熱交換器５１へ流れる冷媒の流量とを調節可能になっている。

ＥＧＲ通路６５には、ＥＧＲガスの流通方向における第１熱交換器５１よりも下流側に、第１熱交換器５１を通過したＥＧＲガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段としてのＥＧＲガス温度検出センサ９２が設けられている。ＥＧＲガス温度検出センサ９２は制御部Ｓに信号接続されている。そして、ＥＧＲガス温度検出センサ９２により検出された検出結果は制御部Ｓに送られる。

冷媒循環回路１１には、冷媒の流通方向における第２熱交換器５２よりも下流側に、第２熱交換器５２を通過した冷媒の温度を検出する作動流体温度検出手段としての冷媒温度検出センサ８２が設けられている。冷媒温度検出センサ８２は制御部Ｓに信号接続されている。そして、冷媒温度検出センサ８２により検出された検出結果は制御部Ｓに送られる。

次に、第１の実施形態の作用について説明する。
ポンプ４０が駆動されると、ポンプ４０により冷媒が圧送されて冷媒循環回路１１を冷媒が循環する。また、エンジン６１が駆動され、且つＥＧＲバルブ６５ａが開かれている場合、エンジン６１から排気される排気ガスの一部であるＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路６５を流れる。第２熱交換器５２及び第１熱交換器５１の順に流れるＥＧＲガスは、第２熱交換器５２及び第１熱交換器５１を通過する際に、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２を通過する冷媒と熱交換されて冷却される。そして、第２熱交換器５２及び第１熱交換器５１を通過して冷却されたＥＧＲガスは、吸気通路６２へ還流されるとともに、吸入空気と混合されてエンジン６１に再び吸気される。

また、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２を流れる冷媒は、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２を通過する際に、第２熱交換器５２及び第１熱交換器５１を通過するＥＧＲガスと熱交換されて加熱される。そして、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２を通過して加熱された冷媒は、第３通路２３を介して膨張機２０に吸入される。さらに、冷媒は膨張機２０で膨張し、冷媒の持つ熱量の一部が機械的エネルギーとして取り出されて、図示しない発電機による発電やエンジン６１のトルク補助等が行われる。膨張機２０において降温及び降圧した冷媒は、第４通路２４を介して凝縮器３０へ吸入される。凝縮器３０に吸入された冷媒は、凝縮器３０で凝縮されて液冷媒に相変化し、その液冷媒は、第５通路２５を介してポンプ４０に吸入される。なお、このとき、冷媒流量調整バルブ８１ａは閉じられている。

エンジン６１の出力が低く、ＥＧＲガス温度検出センサ９２により検出されたＥＧＲガスの温度が、予め定められた温度よりも低かったとする。すると、制御部Ｓは、ＥＧＲガス温度検出センサ９２により検出された検出結果に基づいて、冷媒バイパス通路８１へ流れる冷媒の流量が増えるように、冷媒流量調整バルブ８１ａの開度を調節する。このように、冷媒バイパス通路８１と第１熱交換器５１とへ流れる冷媒の流量を変更することで、第１熱交換器５１において、ＥＧＲガスと熱交換される冷媒の量が少なくなり、ＥＧＲガスの温度が所定の温度よりも低くなり過ぎてしまうことが防止される。

よって、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎて、ＥＧＲガス中の水蒸気が凝縮して水が発生し、ＥＧＲガスに含まれる硫黄が水に溶けることにより硫酸が生じ、この硫酸により、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路６５の構成部品が劣化してしまうことが防止されている。ここで、「所定の温度」とは、ＥＧＲガス中の水蒸気が凝縮し始める温度のことを言い、「予め定められた温度」とは、ＥＧＲガス中の水蒸気が凝縮し始める温度よりも僅かに高い温度のことを言う。また、「所定の温度」及び「予め定められた温度」は、常に一定値ではなく、エンジン６１の作動状態により適宜変更してもよい。

また、冷媒温度検出センサ８２により検出された温度が、予め定められた温度よりも高かったとする。すると、制御部Ｓは、冷媒温度検出センサ８２により検出された検出結果に基づいて、冷媒バイパス通路８１へ流れる冷媒の流量が増えるように、冷媒流量調整バルブ８１ａの開度を調節する。このように、冷媒バイパス通路８１と第１熱交換器５１とへ流れる冷媒の流量を変更することで、第１熱交換器５１において、ＥＧＲガスと熱交換される冷媒の流量を少なくすることができる。冷媒バイパス通路８１を通過する冷媒は、第１熱交換器５１でＥＧＲガスと熱交換されない。

そして、冷媒バイパス通路８１へバイパスされずに第１熱交換器５１を通過する冷媒は、第１熱交換器５１において、第２熱交換器５２で冷媒と熱交換されて冷却されたＥＧＲガスと熱交換されるため、温度が所定の温度よりも高くなり過ぎてしまうことが防止されている。

よって、冷媒の温度が高くなり過ぎて、冷媒が熱分解してしまったり、冷媒に含まれる潤滑油が炭化してしまったりすることが防止されている。ここで、「所定の温度」とは、冷媒が熱分解し始める温度のことを言い、「予め定められた温度」とは、冷媒が熱分解し始める温度よりも僅かに低い温度のことを言う。また、「所定の温度」及び「予め定められた温度」は、常に一定値ではなく、ランキンサイクル装置１０の作動状態により適宜変更してもよい。

第１の実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）冷媒循環回路１１に、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２を設けた。さらに、冷媒循環回路１１に、第１熱交換器５１をバイパスする冷媒バイパス通路８１へ流れる冷媒の流量を変更する冷媒流量調整バルブ８１ａを設けた。そして、冷媒流量調整バルブ８１ａにより、冷媒バイパス通路８１へ流れる冷媒の流量を増やす。これにより、第１熱交換器５１においてＥＧＲガスと熱交換される冷媒の量が少なくなり、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎてしまうことを防止することができる。また、冷媒バイパス通路８１を通過する冷媒は、第１熱交換器５１でＥＧＲガスと熱交換されない。そして、冷媒バイパス通路８１へバイパスされずに第１熱交換器５１を通過する冷媒は、第１熱交換器５１において、第２熱交換器５２で冷媒と熱交換されて冷却されたＥＧＲガスと熱交換されるため、温度が高くなり過ぎてしまうことが無い。

（２）ＥＧＲ通路６５に、第１熱交換器５１を通過したＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲガス温度検出センサ９２を設けた。そして、ＥＧＲガス温度検出センサ９２により検出された温度が予め定められた温度よりも低い場合に、冷媒流量調整バルブ８１ａにより、冷媒バイパス通路８１と第１熱交換器５１とへ流れる冷媒の流量を変更する。これにより、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎてしまうことを防止し易くすることができる。

（３）冷媒循環回路１１に、第２熱交換器５２を通過した冷媒の温度を検出する冷媒温度検出センサ８２を設けた。そして、冷媒温度検出センサ８２により検出された温度が予め定められた温度よりも高い場合に、冷媒流量調整バルブ８１ａにより、冷媒バイパス通路８１と第１熱交換器５１とへ流れる冷媒の流量を変更する。これにより、冷媒の温度が高くなり過ぎてしまうことを防止し易くすることができる。

（４）冷媒とＥＧＲガスとを第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２において熱交換させた。よって、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎて、ＥＧＲガス中の水蒸気が凝縮して水が発生し、ＥＧＲガスに含まれる硫黄が水に溶けることにより硫酸が生じ、この硫酸により、ＥＧＲガスが流れるＥＧＲ通路６５の構成部品が劣化してしまうことを防止することができる。その結果、ＥＧＲ通路６５の構成部品の劣化が原因で、エンジン６１の性能に不具合が生じてしまうことを防止することができる。

（５）本実施形態によれば、冷媒の温度が高くなり過ぎてしまうことを防止することができるため、冷媒の温度が高くなり過ぎて、冷媒が熱分解してしまったり、冷媒に含まれる潤滑油が炭化してしまったりすることを防止することができる。その結果、ランキンサイクル装置１０の効率低下や信頼性低下を抑制することができる。

（６）本実施形態では、エンジン６１は、ディーゼルエンジンである。ディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比べると、排気ガスに硫黄が多く含まれているため、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎて、ＥＧＲガスが凝縮すると、硫黄と凝縮水とが反応して硫酸が発生し易い。しかし、本実施形態では、ＥＧＲガスの温度が低くなり過ぎることを防止することができるため、ディーゼルエンジンにおいて、ＥＧＲガスの凝縮によって硫酸が発生し、ＥＧＲ通路６５の構成部品が劣化してしまうことを防止することができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施形態を図２にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。また、第２の実施形態では、第１の実施形態において、冷媒循環回路１１に設けられていた冷媒バイパス通路８１及び冷媒流量調整バルブ８１ａが削除されている。

図２に示すように、ＥＧＲ通路６５には、第２熱交換器５２をバイパスする排気ガスバイパス通路としてのＥＧＲガスバイパス通路９１が配設されている。ＥＧＲガスバイパス通路９１の一端は、ＥＧＲ通路６５において、ＥＧＲガスの流通方向における第２熱交換器５２よりも上流側に接続されるとともに、他端は、ＥＧＲガスの流通方向における第２熱交換器５２よりも下流側であって、第１熱交換器５１よりも上流側に接続されている。ＥＧＲガスバイパス通路９１には、ＥＧＲガスバイパス通路９１と第２熱交換器５２とへ流れるＥＧＲガスの流量を変更する排気ガス流量変更手段としてのＥＧＲガス流量調整バルブ９１ａが設けられている。ＥＧＲガス流量調整バルブ９１ａは、ＥＧＲガスバイパス通路９１へ流れるＥＧＲガスの流量と、第２熱交換器５２へ流れるＥＧＲガスの流量とを調節可能になっている。ＥＧＲガス流量調整バルブ９１ａは制御部Ｓに信号接続されている。そして、ＥＧＲガス流量調整バルブ９１ａの開度は、制御部Ｓによって調節される。

次に、第２の実施形態の作用について説明する。
エンジン６１の出力が低く、ＥＧＲガス温度検出センサ９２により検出されたＥＧＲガスの温度が、予め定められた温度よりも低かったとする。すると、制御部Ｓは、ＥＧＲガス温度検出センサ９２により検出された検出結果に基づいて、ＥＧＲガスバイパス通路９１へ流れるＥＧＲガスの流量が増えるように、ＥＧＲガス流量調整バルブ９１ａの開度を調節する。このように、ＥＧＲガスバイパス通路９１と第２熱交換器５２とへ流れるＥＧＲガスの流量を変更することで、第２熱交換器５２において、冷媒と熱交換されるＥＧＲガスの流量を少なくすることができる。ＥＧＲガスバイパス通路９１を通過するＥＧＲガスは、第２熱交換器５２で冷媒と熱交換されない。

冷媒温度検出センサ８２により検出された温度が、予め定められた温度よりも高かったとする。すると、制御部Ｓは、冷媒温度検出センサ８２により検出された検出結果に基づいて、ＥＧＲガスバイパス通路９１へ流れるＥＧＲガスの流量が増えるように、ＥＧＲガス流量調整バルブ９１ａの開度を調節する。このように、ＥＧＲガスバイパス通路９１と第２熱交換器５２とへ流れるＥＧＲガスの流量を変更することで、第２熱交換器５２において、冷媒と熱交換されるＥＧＲガスの流量を少なくすることができるため、冷媒の温度が所定の温度よりも高くなり過ぎてしまうことが防止されている。

そして、ＥＧＲガスバイパス通路９１へバイパスされずに第２熱交換器５２を通過するＥＧＲガスは、第２熱交換器５２において、第１熱交換器５１でＥＧＲガスと熱交換されて加熱された冷媒と熱交換されるため、所定の温度よりも低くなり過ぎてしまうことが防止されている。

したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果（２）〜（６）と同様の効果に加えて、以下に示す効果を得ることができる。
（７）ＥＧＲ通路６５に、第２熱交換器５２をバイパスするＥＧＲガスバイパス通路９１へ流れるＥＧＲガスの流量を変更するＥＧＲガス流量調整バルブ９１ａを設けた。そして、ＥＧＲガス流量調整バルブ９１ａにより、ＥＧＲガスバイパス通路９１へ流れるＥＧＲガスの流量よりも第２熱交換器５２へ流れるＥＧＲガスの流量を少なくする。これにより、第２熱交換器５２において、冷媒と熱交換されるＥＧＲガスの量が少なくなり、冷媒の温度が高くなり過ぎてしまうことを防止することができる。また、ＥＧＲガスバイパス通路９１を通過するＥＧＲガスは、第２熱交換器５２で冷媒と熱交換されない。そして、ＥＧＲガスバイパス通路９１へバイパスされずに第２熱交換器５２を通過するＥＧＲガスは、第２熱交換器５２において、第１熱交換器５１でＥＧＲガスと熱交換されて加熱された冷媒と熱交換されるため、温度が低くなり過ぎてしまうことが無い。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図３に示すように、冷媒循環回路１１に、冷媒バイパス通路８１及び冷媒流量調整バルブ８１ａを設けるとともに、ＥＧＲ通路６５に、ＥＧＲガスバイパス通路９１及びＥＧＲガス流量調整バルブ９１ａを設けてもよい。この場合、例えば、冷媒流量調整バルブ８１ａにより、冷媒バイパス通路８１へ流れる冷媒の流量を増やしたときには、ＥＧＲガス流量調整バルブ９１ａにより、ＥＧＲガスバイパス通路９１へ流れるＥＧＲガスの流量を減らして第２熱交換器５２へ流れるＥＧＲガスの流量を増やす必要がある。同様に、ＥＧＲガス流量調整バルブ９１ａにより、ＥＧＲガスバイパス通路９１へ流れるＥＧＲガスの流量を増やしたときには、冷媒流量調整バルブ８１ａにより、冷媒バイパス通路８１へ流れる冷媒の流量を減らして第１熱交換器５１へ流れる冷媒の流量を増やす必要がある。

○ 上記各実施形態において、冷媒とＥＧＲガスとを熱交換させる熱交換器の数を増やしてもよい。この場合、例えば、冷媒バイパス通路８１は、各熱交換器のうち、冷媒の流通方向の最上流に位置する最上流熱交換器を少なくともバイパスしている必要がある。また、ＥＧＲガスバイパス通路９１は、複数の熱交換器のうち、冷媒の流通方向の最下流に位置する最下流熱交換器を少なくともバイパスしている必要がある。また、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２に加えて、排気ガス以外の熱源流体（例えばエンジン６１の冷却水等）と冷媒とを熱交換する熱交換器を設けてもよい。

○ 第１の実施形態において、作動流体流量変更手段として、冷媒の流れを、冷媒バイパス通路８１への流れ、又は第１熱交換器５１への流れに切り替える切替弁としてもよい。そして、当該切替弁により、冷媒の流れを、冷媒バイパス通路８１への流れ、又は第１熱交換器５１への流れに切り替えることで、冷媒バイパス通路８１と第１熱交換器５１とへ流れる冷媒の流量を変更するようにしてもよい。

○ 第２の実施形態において、ＥＧＲガス流量変更手段として、ＥＧＲガスの流れを、ＥＧＲガスバイパス通路９１への流れ、又は第２熱交換器５２への流れに切り替える切替弁としてもよい。そして、当該切替弁により、ＥＧＲガスの流れを、ＥＧＲガスバイパス通路９１への流れ、又は第２熱交換器５２への流れに切り替えることで、ＥＧＲガスバイパス通路９１と第２熱交換器５２とへ流れるＥＧＲガスの流量を変更するようにしてもよい。

○ 上記各実施形態において、例えば、膨張機２０により発電された電気を充電するバッテリの充電量に基づいて、冷媒バイパス通路８１と第１熱交換器５１とへ流れる冷媒の流量を変更したり、ＥＧＲガスバイパス通路９１と第２熱交換器５２とへ流れるＥＧＲガスの流量を変更したりしてもよい。具体的には、バッテリの充電量が所定量を上回ったときには、冷媒バイパス通路８１又はＥＧＲガスバイパス通路９１に冷媒又はＥＧＲガスをバイパスさせる。ここで、「所定量」とは、バッテリの充電量が満充電の量よりも少ない量のことである。これにより、冷媒の温度を、冷媒又はＥＧＲガスを冷媒バイパス通路８１又はＥＧＲガスバイパス通路９１にバイパスさせる前に比べて低くすることができる。よって、冷媒が膨張機２０により膨張されて、膨張機２０により取り出される機械的エネルギーを減らすことができ、その結果として、バッテリに充電される電気の量を減らすことができる。

○ 上記各実施形態において、例えば、膨張機２０の出口の圧力に基づいて、冷媒バイパス通路８１と第１熱交換器５１とへ流れる冷媒の流量を変更したり、ＥＧＲガスバイパス通路９１と第２熱交換器５２とへ流れるＥＧＲガスの流量を変更したりしてもよい。具体的には、膨張機２０の出口の圧力が所定の圧力を上回ったときには、冷媒バイパス通路８１又はＥＧＲガスバイパス通路９１に冷媒又はＥＧＲガスをバイパスさせる。これにより、冷媒の温度を、冷媒又はＥＧＲガスを冷媒バイパス通路８１又はＥＧＲガスバイパス通路９１にバイパスさせる前に比べて低くすることができる。よって、冷媒が膨張機２０により膨張されて、膨張機２０の出口から流出した冷媒の圧力を下げることができ、その結果として、冷媒を凝縮器３０で凝縮させ易くすることができる。ここで、「所定の圧力」とは、凝縮器３０での冷媒の凝縮において、凝縮器３０に負荷が掛かり過ぎてしまう冷媒の圧力よりも僅かに低い圧力のことを言う。

○ 上記各実施形態において、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２でのＥＧＲガスと冷媒との流通方向を並行流としてもよい。
○ 上記各実施形態において、冷媒を、第１熱交換器５１及び第２熱交換器５２において、車両の外部へ排気される排気ガスと熱交換させてもよい。

○ 上記各実施形態において、作動流体は、例えば、水であってもよい。
○ 上記各実施形態において、エンジン６１はガソリンエンジンであってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）前記エンジンはディーゼルエンジンであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のランキンサイクル装置。

１０…ランキンサイクル装置、１１…作動流体回路としての冷媒循環回路、２０…膨張機、３０…凝縮器、４０…ポンプ、５１…熱交換器のうちの最上流熱交換器に相当する第１熱交換器、５２…熱交換器のうちの最下流熱交換器に相当する第２熱交換器、６１…エンジン、６４…排気通路、８１…作動流体バイパス通路としての冷媒バイパス通路、８１ａ…作動流体流量変更手段としての冷媒流量調整バルブ、８２…作動流体温度検出手段としての冷媒温度検出センサ、９１…排気ガスバイパス通路としてのＥＧＲガスバイパス通路、９１ａ…排気ガス流量変更手段としてのＥＧＲガス流量調整バルブ、９２…ＥＧＲガス温度検出手段としてのＥＧＲガス温度検出センサ。

Claims (4)

1. 作動流体を圧送するポンプと、
   前記ポンプにより圧送された前記作動流体をエンジンから排気される排気ガスと熱交換させる複数の熱交換器と、
   各熱交換器で熱交換された作動流体を膨張させて機械的エネルギーを出力する膨張機と、
   前記膨張機で膨張された作動流体を凝縮させる凝縮器と、
   を有し、前記ポンプ、前記複数の熱交換器、前記膨張機、及び前記凝縮器が順次接続されて作動流体回路が形成されており、
   前記排気ガスは、前記複数の熱交換器を、前記作動流体とは逆方向の順に流れ、
   前記複数の熱交換器のうち、前記ポンプの出口から前記膨張機の入口までの前記作動流体の流通方向における最上流に位置する最上流熱交換器をバイパスする作動流体バイパス通路へ流れる前記作動流体の流量を変更する作動流体流量変更手段、
   及び、前記複数の熱交換器のうち、前記ポンプの出口から前記膨張機の入口までの前記作動流体の流通方向における最下流に位置する最下流熱交換器をバイパスする排気ガスバイパス通路へ流れる前記排気ガスの流量を変更する排気ガス流量変更手段、のうちの少なくとも一方を備えていることを特徴とするランキンサイクル装置。
2. 前記最上流熱交換器を通過した排気ガスの温度を検出する排気ガス温度検出手段をさらに備え、前記排気ガスの温度に基づき前記作動流体流量変更手段及び前記排気ガス流量変更手段のうちの少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１に記載のランキンサイクル装置。
3. 前記最下流熱交換器を通過した作動流体の温度を検出する作動流体温度検出手段をさらに備え、前記作動流体の温度に基づき前記作動流体流量変更手段及び前記排気ガス流量変更手段のうちの少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のランキンサイクル装置。
4. 前記排気ガスはＥＧＲガスであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のランキンサイクル装置。