JP2018168758A - Waste heat recovery device - Google Patents

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Abstract

To provide a waste heat recovery device capable of efficiently recovering waste heat of an engine.SOLUTION: A waste heat recovery device includes: a circulation circuit in which working medium circulates; a pressure-feeding section for pressure-feeding the working medium in a liquid-phase state to the circulation circuit; an evaporator for evaporating the working medium in the liquid-phase state pressure-fed by the pressure-feeding section by using waste heat of an engine; an expander operated by passage of the working medium in a gas-phase state evaporated by the evaporator; and a condenser for condensing the working medium in the gas-phase state that has passed through the expander. The evaporator 24 includes: a front stage heat exchange section 31 for exchanging heat between the working medium and exhaust gas of the engine; an intermediate stage heat exchange section 32 for exchanging heat between the working medium that has passed through the front stage heat exchange section 31 and an intermediate stage heat storage section 33 for storing heat of exhaust gas; and a rear stage heat exchange section 34 for exchanging heat between the working medium that has passed through the intermediate stage heat exchange section 32 and a rear stage heat storage section 35 for storing heat of exhaust gas. The intermediate stage heat storage section 33 is thermally insulated from the rear stage heat storage section 35.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、エンジンの廃熱を回収する廃熱回収装置に関する。   The present invention relates to a waste heat recovery apparatus that recovers waste heat of an engine.

例えば特許文献1のように、エンジンの排気ガスが有する熱、すなわちエンジンの廃熱を回収する廃熱回収装置が知られている。こうした廃熱回収装置は、作動媒体が循環する循環回路にポンプ、蒸発器、膨張機、および、凝縮器を備えている。ポンプは、液相状態の作動媒体を循環回路に圧送し、蒸発器は、液相状態の作動媒体をエンジンの廃熱で蒸発させることにより気相状態へ相転移させる。膨張機は、気相状態の作動媒体を膨張させることにより作動媒体の熱エネルギーを力学的エネルギーに変換し、凝縮器は、膨張機を通過した気相状態の作動媒体を凝縮して液相状態へ相転移させる。   For example, as in Patent Document 1, a waste heat recovery device that recovers heat of engine exhaust gas, that is, waste heat of the engine, is known. Such a waste heat recovery apparatus includes a pump, an evaporator, an expander, and a condenser in a circulation circuit through which a working medium circulates. The pump pumps the working medium in the liquid phase to the circulation circuit, and the evaporator causes the phase transition to the gas phase by evaporating the working medium in the liquid phase with the waste heat of the engine. The expander converts the thermal energy of the working medium into mechanical energy by expanding the working medium in the gas phase state, and the condenser condenses the working medium in the gas phase state that has passed through the expander to form a liquid phase state. To phase transition.

特開2014−126031号公報JP 2014-126031 A

廃熱回収装置は、通常、エンジンの運転状態が廃熱量の多い高負荷状態にあるときには装置の容量を超える分の廃熱を回収することができず、反対にエンジンの運転状態が廃熱量の少ない低負荷状態にあるときには膨張機の出力が低下してしまう。そのため、廃熱回収装置には、エンジンの廃熱を効率よく回収する方策が求められている。   Normally, waste heat recovery equipment cannot recover waste heat that exceeds the capacity of the equipment when the engine is in a high load state with a large amount of waste heat. When the load is low, the output of the expander decreases. Therefore, the waste heat recovery device is required to have a method for efficiently recovering engine waste heat.

本発明は、エンジンの廃熱を効率よく回収することができる廃熱回収装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a waste heat recovery apparatus that can efficiently recover waste heat of an engine.

上記課題を解決する廃熱回収装置は、作動媒体が循環可能に構成された循環回路と、前記循環回路に作動媒体を圧送する圧送部と、前記圧送部が圧送した作動媒体をエンジンの廃熱で蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した作動媒体の通過により作動する膨張機と、前記膨張機を通過した作動媒体を凝縮する凝縮器とを備え、前記蒸発器は、前記エンジンの排気ガスと作動媒体との間で熱交換が行われる前段熱交換部と、前記排気ガスの熱を蓄熱する中段蓄熱部を有し、前記中段蓄熱部と前記前段熱交換部を通過した作動媒体との間で熱交換が行われる中段熱交換部と、前記排気ガスの熱を蓄熱する後段蓄熱部を有し、前記後段蓄熱部と前記中段熱交換部を通過した作動媒体との間で熱交換が行われる後段熱交換部とを備え、前記中段蓄熱部は、前記後段蓄熱部に対して熱的に絶縁されている。   A waste heat recovery apparatus that solves the above problems includes a circulation circuit configured to circulate a working medium, a pressure feeding unit that pumps the working medium to the circulation circuit, and a working medium pumped by the pressure feeding unit to the waste heat of the engine. An evaporator that evaporates in the evaporator, an expander that operates by passing the working medium evaporated in the evaporator, and a condenser that condenses the working medium that has passed through the expander, and the evaporator exhausts the engine A pre-stage heat exchanging section in which heat is exchanged between the gas and the working medium; and a middle-stage heat accumulating section for accumulating the heat of the exhaust gas, the working medium having passed through the middle-stage heat accumulating section and the preceding-stage heat exchanging section; Heat exchange between the middle stage heat exchange section where the heat exchange is performed and the rear stage heat storage section which stores the heat of the exhaust gas, and the heat exchange between the rear stage heat storage section and the working medium which has passed through the middle stage heat exchange section And a post-stage heat exchange unit for Parts are thermally insulated with respect to the subsequent heat storage unit.

上記構成によれば、中段蓄熱部および後段蓄熱部は、エンジンの廃熱量が多いときはエンジンの廃熱を蓄熱しつつ作動媒体を加熱し、エンジンの廃熱量が少ないときは蓄熱していた熱で作動媒体を加熱する。これにより、膨張機の出力がエンジンの廃熱量の変化に影響されにくくなる。また、前段熱交換部が蓄熱部を有しておらず、かつ、中段蓄熱部と後段蓄熱部とが互いに熱的に絶縁されていることで、エンジンの廃熱量が少ないときにも各熱交換部において高温側(排気ガスあるいは蓄熱部)と低温側(作動媒体)との温度差が確保されやすくなる。これらの結果、エンジンの廃熱を効率よく回収することができる。   According to the above configuration, the middle stage heat storage section and the rear stage heat storage section heat the working medium while storing the engine waste heat when the amount of engine waste heat is large, and store the heat when the amount of engine waste heat is small. To heat the working medium. As a result, the output of the expander is less affected by changes in the amount of waste heat of the engine. In addition, since the front stage heat exchange part does not have a heat storage part and the middle stage heat storage part and the rear stage heat storage part are thermally insulated from each other, each heat exchange can be performed even when the amount of waste heat of the engine is small. It is easy to ensure a temperature difference between the high temperature side (exhaust gas or heat storage unit) and the low temperature side (working medium). As a result, engine waste heat can be efficiently recovered.

上記構成の廃熱回収装置において、前記蒸発器は、対向流式の熱交換器であるとよい。
上記構成によれば、後段熱交換部において排気ガスと後段蓄熱部との温度差、および、後段蓄熱部と作動媒体との温度差が確保されやすくなることから、廃熱を利用した作動媒体の加熱を効果的に行うことができる。
In the waste heat recovery apparatus configured as described above, the evaporator may be a counter-flow heat exchanger.
According to the above configuration, the temperature difference between the exhaust gas and the rear stage heat storage unit and the temperature difference between the rear stage heat storage unit and the working medium are easily secured in the rear stage heat exchange unit. Heating can be performed effectively.

上記構成の廃熱回収装置において、前記中段蓄熱部は、前記後段蓄熱部よりも大きな蓄熱容量を有することが好ましい。
上記構成によれば、最も熱量が必要となる液相状態から気相状態への相転移が中段熱交換部で行われやすくなる。これにより、後段蓄熱部において気相状態の作動媒体をより高い温度まで昇温させることができる。
In the waste heat recovery apparatus having the above configuration, it is preferable that the middle heat storage unit has a larger heat storage capacity than the rear heat storage unit.
According to the above configuration, the phase transition from the liquid phase state requiring the most heat amount to the gas phase state is easily performed in the middle heat exchange section. Thereby, the working medium in a gas phase can be heated to a higher temperature in the rear stage heat storage unit.

上記構成の廃熱回収装置は、前記中段蓄熱部の蓄熱状態を取得する蓄熱状態取得部と、前記循環回路における作動媒体の流通量を制御する制御部とをさらに備え、前記制御部は、前記蓄熱状態が第1蓄熱状態になると前記循環回路における作動媒体の流通を開始し、前記蓄熱状態が前記第1蓄熱状態よりも蓄熱量が少ない第2蓄熱状態になると前記循環回路における作動媒体の流通を禁止することが好ましい。   The waste heat recovery apparatus having the above configuration further includes a heat storage state acquisition unit that acquires a heat storage state of the middle stage heat storage unit, and a control unit that controls a circulation amount of the working medium in the circulation circuit, and the control unit includes: Distribution of the working medium in the circulation circuit starts when the heat storage state becomes the first heat storage state, and distribution of the working medium in the circulation circuit starts when the heat storage state becomes the second heat storage state in which the heat storage amount is smaller than that of the first heat storage state. Is preferably prohibited.

上記構成によれば、中段蓄熱部における蓄熱量が少ないときには中段蓄熱部に対する蓄熱が優先して行われる。これにより、膨張機に作動媒体の有する熱エネルギーの下限値を高めることができる。その結果、膨張機を高い効率のもとで作動させることができる。   According to the said structure, when the amount of heat storage in a middle stage heat storage part is small, heat storage with respect to a middle stage heat storage part is performed preferentially. Thereby, the lower limit of the thermal energy which the working medium has in the expander can be increased. As a result, the expander can be operated with high efficiency.

上記構成の廃熱回収装置において、前記蓄熱状態取得部は、前記中段蓄熱部の温度を検出する温度センサーであり、前記第1蓄熱状態は、前記温度センサーの検出値が第1温度よりも高い状態であり、前記第2蓄熱状態は、前記温度センサーの検出値が前記第1温度よりも低い第2温度以下の状態であり、前記第1温度および前記第2温度は、前記蒸発器に対する作動媒体の供給圧力における飽和温度よりも高い温度であることが好ましい。   In the waste heat recovery apparatus having the above configuration, the heat storage state acquisition unit is a temperature sensor that detects a temperature of the middle heat storage unit, and the first heat storage state has a detected value of the temperature sensor higher than the first temperature. And the second heat storage state is a state where the detected value of the temperature sensor is equal to or lower than a second temperature lower than the first temperature, and the first temperature and the second temperature are the operations for the evaporator. The temperature is preferably higher than the saturation temperature at the supply pressure of the medium.

上記構成のように、中段蓄熱部の温度を中段蓄熱部の蓄熱状態として取得することができる。また、蒸発器に対する作動媒体の供給圧力における飽和温度よりも第2温度が高いことで作動媒体の流通時に蒸発器における作動媒体の蒸発を確実に行うことができる。   Like the said structure, the temperature of a middle stage thermal storage part is acquirable as a thermal storage state of a middle stage thermal storage part. Further, since the second temperature is higher than the saturation temperature at the supply pressure of the working medium to the evaporator, the working medium can be reliably evaporated in the evaporator when the working medium flows.

廃熱回収装置の一実施形態の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of one Embodiment of a waste-heat recovery apparatus. 蒸発器の概略構成を模式的に示す図。The figure which shows the schematic structure of an evaporator typically. 廃熱回収装置の電気的な構成の一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the electrical structure of a waste heat recovery apparatus. 流量制御処理の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of a flow control process. 蒸発器における温度推移の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the temperature transition in an evaporator. 廃熱回収装置に行ったシミュレーションの結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the result of the simulation performed to the waste heat recovery apparatus. 廃熱回収装置に行ったシミュレーションの結果の一例を示す図。The figure which shows an example of the result of the simulation performed to the waste heat recovery apparatus. 廃熱回収装置の他の形態の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the other form of a waste heat recovery apparatus.

図1〜図7を参照して、廃熱回収装置の一実施形態について説明する。
図1に示すように、廃熱回収装置20は、ランキンサイクルを利用した廃熱回収装置であり、エンジン10の排気通路11における排気浄化装置12の下流を流れる排気ガスからエンジン10の廃熱を回収する。エンジン10は、排気通路11に配設されたタービン13と吸気通路14に配設されたコンプレッサー15とを有するターボチャージャー16を備えている。廃熱回収装置20は、作動媒体(例えば水)が循環可能に構成された循環回路21を備えており、この循環回路21に圧送部23、蒸発器24、膨張機25、凝縮器27を備えている。
With reference to FIGS. 1-7, one Embodiment of a waste-heat recovery apparatus is described.
As shown in FIG. 1, the waste heat recovery device 20 is a waste heat recovery device that uses a Rankine cycle, and removes waste heat of the engine 10 from exhaust gas flowing downstream of the exhaust purification device 12 in the exhaust passage 11 of the engine 10. to recover. The engine 10 includes a turbocharger 16 having a turbine 13 disposed in the exhaust passage 11 and a compressor 15 disposed in the intake passage 14. The waste heat recovery apparatus 20 includes a circulation circuit 21 configured to circulate a working medium (for example, water). The circulation circuit 21 includes a pumping unit 23, an evaporator 24, an expander 25, and a condenser 27. ing.

圧送部23は、循環回路21に対して液相状態の作動媒体を圧送する。圧送部23は、循環回路21における作動媒体の流量と蒸発器24に供給される作動媒体の圧力である供給圧力p2とを変更可能に構成されている。供給圧力p2は、作動媒体の流量が多いほど高くなり、作動媒体の流量が最大流量にあるときに最大圧力p1となる。圧送部23の一例は、エンジン10のクランクシャフトの回転に連動して液相状態の作動媒体を所定の吐出圧(例えば最大圧力p1)で圧送する機械式のポンプと、ポンプの下流において循環回路21における作動媒体の流路断面積を制御可能な電子制御弁とで構成される。この圧送部23の一例では、電子制御弁の開度により流量と供給圧力p2とが制御される。また、圧送部23の他の例は、電源装置からの供給電力によって流量と供給圧力p2とが制御される電動ポンプで構成される。圧送部23は、循環回路21に作動媒体を圧送する圧送状態と、循環回路21に作動媒体を圧送しないことで循環回路21における作動媒体の循環を禁止する停止状態とを有している。圧送部23は、後述するECU(Electronic Control Unit)50によって制御される。   The pumping unit 23 pumps the liquid-phase working medium to the circulation circuit 21. The pressure feeding unit 23 is configured to be able to change the flow rate of the working medium in the circulation circuit 21 and the supply pressure p <b> 2 that is the pressure of the working medium supplied to the evaporator 24. The supply pressure p2 increases as the flow rate of the working medium increases, and becomes the maximum pressure p1 when the flow rate of the working medium is at the maximum flow rate. An example of the pumping unit 23 includes a mechanical pump that pumps a liquid-phase working medium at a predetermined discharge pressure (for example, maximum pressure p1) in conjunction with rotation of the crankshaft of the engine 10, and a circulation circuit downstream of the pump. And an electronic control valve capable of controlling the flow path cross-sectional area of the working medium at 21. In this example of the pressure feeding unit 23, the flow rate and the supply pressure p2 are controlled by the opening degree of the electronic control valve. Another example of the pumping unit 23 includes an electric pump in which the flow rate and the supply pressure p2 are controlled by the power supplied from the power supply device. The pumping unit 23 has a pumping state in which the working medium is pumped to the circulation circuit 21 and a stopped state in which the working medium is not circulated in the circulation circuit 21 by not pumping the working medium to the circulation circuit 21. The pumping unit 23 is controlled by an ECU (Electronic Control Unit) 50 described later.

蒸発器24は、圧送部23が圧送した作動媒体をエンジン10の廃熱で加熱することにより液相状態の作動媒体を気相状態へ相転移させる。膨張機25は、気相状態の作動媒体を膨張させることにより作動媒体の熱エネルギーを出力軸26を回転させる力学的エネルギーへと変換する。凝縮器27は、膨張機25を通過した気相状態の作動媒体を凝縮することにより液相状態に相転移させる。廃熱回収装置20においては、作動媒体が相転移を繰り返しながら循環回路21を循環することによりエンジン10の廃熱を回収する。   The evaporator 24 heats the working medium pumped by the pumping unit 23 with the waste heat of the engine 10 to cause the liquid-phase working medium to undergo a phase transition to the gas phase. The expander 25 converts the thermal energy of the working medium into mechanical energy that rotates the output shaft 26 by expanding the working medium in a gas phase. The condenser 27 condenses the gas phase working medium that has passed through the expander 25 to cause phase transition to the liquid phase. In the waste heat recovery apparatus 20, the waste heat of the engine 10 is recovered by circulating the circulating fluid through the circulation circuit 21 while the working medium repeats the phase transition.

図2に示すように、蒸発器24は、作動媒体が流通する流路と排気ガスが流通する流路とを有し、排気ガスの流れ方向と作動媒体の流れ方向とが相反する方向に設定された対向流式の熱交換器である。蒸発器24は、前段熱交換部31、中段熱交換部32、後段熱交換部34を備えている。   As shown in FIG. 2, the evaporator 24 has a flow path through which the working medium flows and a flow path through which the exhaust gas flows, and is set in a direction in which the flow direction of the exhaust gas and the flow direction of the working medium are opposite to each other. This is a counterflow type heat exchanger. The evaporator 24 includes a front-stage heat exchange unit 31, a middle-stage heat exchange unit 32, and a rear-stage heat exchange unit 34.

前段熱交換部31は、熱交換部31,32,34のうちで作動媒体の流れ方向において最も上流側に位置する熱交換部である。前段熱交換部31は、ミリメートルオーダーの肉厚の小さい境界壁を介した排気ガスと作動媒体との直接的な熱交換により液相状態の作動媒体を供給圧力p2における飽和温度である媒体温度Tw2まで加熱することを目的としている部位であり、主に液相状態にある作動媒体が流通する。   The pre-stage heat exchange unit 31 is a heat exchange unit located on the most upstream side in the flow direction of the working medium among the heat exchange units 31, 32, and 34. The pre-stage heat exchanging section 31 supplies a liquid phase working medium by direct heat exchange between the exhaust gas and the working medium through a boundary wall having a small thickness on the order of millimeters, and a medium temperature Tw2 that is a saturation temperature at the supply pressure p2. The working medium that is intended to be heated up to the main, and the working medium that is mainly in a liquid phase circulates.

中段熱交換部32は、作動媒体の流れ方向において前段熱交換部31の下流側に位置しており、前段熱交換部31を通過した作動媒体が流入する熱交換部である。中段熱交換部32は、作動媒体が流通する流路と排気ガスが流通する流路との境界を形成する中段蓄熱部33を有している。中段熱交換部32は、中段蓄熱部33を介した作動媒体と排気ガスとの間接的な熱交換により液相状態の作動媒体を気相状態へと相転移させることを目的としている部位である。中段熱交換部32は、主に、液相状態の作動媒体と気相状態の作動媒体とが混在する混相状態にある作動媒体が流通する。   The middle heat exchange unit 32 is located on the downstream side of the front heat exchange unit 31 in the flow direction of the working medium, and is a heat exchange unit into which the working medium that has passed through the front heat exchange unit 31 flows. The middle heat exchange section 32 has a middle heat storage section 33 that forms a boundary between the flow path through which the working medium flows and the flow path through which the exhaust gas flows. The middle heat exchanging section 32 is a part intended to cause a liquid phase working medium to undergo a phase transition to a gas phase by indirect heat exchange between the working medium and the exhaust gas via the middle heat storage section 33. . In the middle heat exchange section 32, a working medium in a mixed phase in which a working medium in a liquid phase and a working medium in a gas phase are mixed flows.

後段熱交換部34は、作動媒体の流れ方向において中段熱交換部32の下流側に位置しており、中段熱交換部32を通過した作動媒体が流入する熱交換部である。後段熱交換部34は、作動媒体が流通する流路と排気ガスが流通する流路との境界を形成する後段蓄熱部35を有している。後段熱交換部34は、後段蓄熱部35を介した作動媒体と排気ガスとの間接的な熱交換により気相状態の作動媒体を昇温させることを目的としている部位であり、主に気相状態の作動媒体が流通する。   The rear stage heat exchanging unit 34 is located on the downstream side of the middle stage heat exchanging unit 32 in the flow direction of the working medium, and is a heat exchanging unit into which the working medium that has passed through the middle stage heat exchanging unit 32 flows. The post-stage heat exchange unit 34 includes a post-stage heat storage unit 35 that forms a boundary between a flow path through which the working medium flows and a flow path through which the exhaust gas flows. The post-stage heat exchanging section 34 is a part intended to raise the temperature of the gas-phase working medium by indirect heat exchange between the working medium and the exhaust gas via the post-stage heat storage section 35, and is mainly in the gas phase. A working medium in a state is distributed.

中段蓄熱部33および後段蓄熱部35は、顕熱蓄熱材、潜熱蓄熱材、および、化学蓄熱材から任意に選択される蓄熱材を備えている。顕熱蓄熱材は、排気ガスの温度範囲よりも高い融解温度を有しており、温度上昇にともなう顕熱を蓄熱する。顕熱蓄熱材は、熱膨張率が小さく、かつ、比熱および熱伝導率が高い材料で構成されることが好ましく、金属であれば銅が好ましい。   The middle heat storage unit 33 and the rear heat storage unit 35 include a heat storage material arbitrarily selected from a sensible heat storage material, a latent heat storage material, and a chemical heat storage material. The sensible heat storage material has a melting temperature higher than the temperature range of the exhaust gas, and stores sensible heat as the temperature rises. The sensible heat storage material is preferably composed of a material having a low coefficient of thermal expansion and high specific heat and thermal conductivity, and copper is preferable if it is a metal.

潜熱蓄熱材は、排気ガスの温度範囲に融解温度を有しており、顕熱に加えて固相状態から液相状態への相転移にともなう融解熱を蓄熱する。潜熱蓄熱材は、封入容器に対して蓄熱材料が封入されることにより構成される。封入容器は、比熱および熱伝導率が高い材料で形成されることが好ましい。蓄熱材料は、熱膨張率が小さく、かつ、比熱および熱伝導率が高く、かつ、融解熱が大きい材料が好ましい。こうした蓄熱材料としては、例えばパラフィン、キシリトール、エリスリトールが挙げられる。   The latent heat storage material has a melting temperature in the temperature range of the exhaust gas, and stores heat of fusion accompanying the phase transition from the solid phase state to the liquid phase state in addition to sensible heat. The latent heat storage material is configured by enclosing a heat storage material in an enclosure. The enclosure is preferably formed of a material having high specific heat and thermal conductivity. The heat storage material is preferably a material having a small coefficient of thermal expansion, a high specific heat and a high thermal conductivity, and a large heat of fusion. Examples of such a heat storage material include paraffin, xylitol, and erythritol.

化学蓄熱材は、封入容器に対して複数の化学物質が封入されることにより構成される。化学蓄熱材は、前記複数の化学物質による化学反応であって排気ガスの温度範囲に反応温度を有する可逆的な化学反応を利用したものである。化学蓄熱材においては、反応温度よりも高い温度における吸熱反応によって蓄熱し、反応温度以下の温度における発熱反応によって放熱する。複数の化学物質による可逆反応は、体積変化が少なく、かつ、蓄熱密度の大きいものが好ましい。こうした複数の化学物質としては、例えば、酸化カルシウムと水との組合せ、塩化ストロチウムとアンモニアとの組合せが挙げられる。   The chemical heat storage material is configured by enclosing a plurality of chemical substances in an enclosure. The chemical heat storage material uses a reversible chemical reaction that is a chemical reaction by the plurality of chemical substances and has a reaction temperature in the exhaust gas temperature range. In a chemical heat storage material, heat is stored by an endothermic reaction at a temperature higher than the reaction temperature, and heat is radiated by an exothermic reaction at a temperature lower than the reaction temperature. The reversible reaction by a plurality of chemical substances is preferably one having a small volume change and a large heat storage density. Examples of the plurality of chemical substances include a combination of calcium oxide and water, and a combination of strontium chloride and ammonia.

中段蓄熱部33および後段蓄熱部35は、例えば互いに離間していることや断熱材の介在などにより絶縁部36によって熱的に互いに絶縁されており、直接的な熱移動が不可能な状態に設定されている。中段蓄熱部33は、作動媒体において気相状態の定圧比熱よりも単位質量あたりの蒸発熱が大きいことから、後段蓄熱部35よりも大きな伝熱面積と大きな蓄熱容量を有している。蓄熱容量は、例えば、想定される排気温度の最大値を容量算出温度とした場合の蓄熱量である。蓄熱容量は、顕熱蓄熱材であれば比熱容量×質量×容量算出温度で演算される熱量であり、潜熱蓄熱材であれば、固相状態における顕熱による蓄熱量と、融解熱×質量で演算される融解熱による蓄熱量と、液相状態における顕熱による蓄熱量との加算値である。   The middle-stage heat storage section 33 and the rear-stage heat storage section 35 are set in a state in which direct heat transfer is not possible because they are thermally isolated from each other by the insulating section 36 due to, for example, being separated from each other or by interposing a heat insulating material. Has been. The middle heat storage unit 33 has a larger heat transfer area and a larger heat storage capacity than the rear heat storage unit 35 because the evaporation heat per unit mass is larger than the constant pressure specific heat in the gas phase in the working medium. The heat storage capacity is, for example, the amount of heat stored when the assumed maximum value of the exhaust temperature is the capacity calculation temperature. The heat storage capacity is the amount of heat calculated by the specific heat capacity x mass x capacity calculation temperature if it is a sensible heat storage material, and in the case of a latent heat storage material, the heat storage amount due to sensible heat in the solid state and the heat of fusion x mass It is an added value of the heat storage amount by the calculated heat of fusion and the heat storage amount by sensible heat in the liquid phase state.

図3に示すように、廃熱回収装置20は、圧送部23を制御することにより、循環回路21における作動媒体の流量を制御するECU(Electronic Control Unit)50を備えている。圧送部23とECU50とは、循環回路21における作動媒体の流量を制御する制御部を構成する。ECU50は、プロセッサ51、メモリ52、入力インターフェース53、および、出力インターフェース54等がバス55を介して互いに接続されたマイクロコントローラーを中心に構成される。   As shown in FIG. 3, the waste heat recovery apparatus 20 includes an ECU (Electronic Control Unit) 50 that controls the flow rate of the working medium in the circulation circuit 21 by controlling the pumping unit 23. The pumping unit 23 and the ECU 50 constitute a control unit that controls the flow rate of the working medium in the circulation circuit 21. The ECU 50 is mainly configured of a microcontroller in which a processor 51, a memory 52, an input interface 53, an output interface 54, and the like are connected to each other via a bus 55.

ECU50には、蓄熱状態取得部として機能する温度センサー56から中段蓄熱部33の温度である中段蓄熱温度Tmidを示す検出信号が入力される。この中段蓄熱温度Tmidは、中段蓄熱部33および後段蓄熱部35の蓄熱状態との間に相関関係を有することから該蓄熱状態を示す指標として機能する。ECU50は、温度センサー56が出力した中段蓄熱温度Tmidを入力インターフェース53を通じて取得し、その取得した中段蓄熱温度Tmidとメモリ52に格納された各種制御プログラムおよび各種データとに基づいて流量制御処理を実行する。ECU50は、流量制御処理を通じて、作動媒体の流量を指示する指示信号を出力インターフェース54を介して圧送部23に出力する。   The ECU 50 receives a detection signal indicating a middle heat storage temperature Tmid that is the temperature of the middle heat storage unit 33 from the temperature sensor 56 that functions as a heat storage state acquisition unit. The middle heat storage temperature Tmid functions as an index indicating the heat storage state because it has a correlation with the heat storage states of the middle heat storage unit 33 and the rear heat storage unit 35. The ECU 50 acquires the intermediate heat storage temperature Tmid output from the temperature sensor 56 through the input interface 53, and executes a flow rate control process based on the acquired intermediate heat storage temperature Tmid and various control programs and various data stored in the memory 52. To do. The ECU 50 outputs an instruction signal instructing the flow rate of the working medium to the pressure feeding unit 23 through the output interface 54 through the flow rate control process.

図4を参照してECU50が実行する流量制御処理について説明する。流量制御処理は繰り返し実行される。流量制御処理のスタート時、圧送部23は停止状態にある。
図4に示すように、ECU50は、まず、温度センサー56からの検出信号に基づいて中段蓄熱温度Tmidを取得し、その取得した中段蓄熱温度Tmidが第1温度T1よりも高いか否かを判断する(ステップS11)。第1温度T1は、供給圧力p2が最大圧力p1にあるときの作動媒体の飽和温度Ts1よりも高い温度であり、例えば飽和温度Ts1よりも20℃ほど高い温度である。第1温度T1は、中段蓄熱部33の蓄熱量Qmid、供給圧力p2の最大圧力p1、および、中段熱交換部32における伝熱面積などに基づいて行った実験やシミュレーションの結果に基づいて設定される。第1温度T1は、第1蓄熱状態を示す中段蓄熱温度Tmidである。第1蓄熱状態は、例えば、供給圧力p2が最大圧力p1であるときに、蒸発器24に対して新たな排気ガスが供給されなくとも膨張機25に対して最大圧力p1における飽和温度Ts1以上にある気相状態の作動媒体が供給される状態が所定の第1期間だけ保持される温度である。
The flow rate control process executed by the ECU 50 will be described with reference to FIG. The flow rate control process is repeatedly executed. At the start of the flow control process, the pumping unit 23 is in a stopped state.
As shown in FIG. 4, the ECU 50 first acquires the middle heat storage temperature Tmid based on the detection signal from the temperature sensor 56, and determines whether or not the acquired middle heat storage temperature Tmid is higher than the first temperature T1. (Step S11). The first temperature T1 is a temperature higher than the saturation temperature Ts1 of the working medium when the supply pressure p2 is at the maximum pressure p1, for example, a temperature about 20 ° C. higher than the saturation temperature Ts1. The first temperature T1 is set based on the results of experiments and simulations performed based on the heat storage amount Qmid of the intermediate heat storage section 33, the maximum pressure p1 of the supply pressure p2, the heat transfer area in the intermediate heat exchange section 32, and the like. The The first temperature T1 is a middle heat storage temperature Tmid indicating the first heat storage state. In the first heat storage state, for example, when the supply pressure p2 is the maximum pressure p1, the expansion temperature is equal to or higher than the saturation temperature Ts1 at the maximum pressure p1 for the expander 25 even if no new exhaust gas is supplied to the evaporator 24. The state in which the working medium in a certain gas phase is supplied is a temperature at which the state is maintained for a predetermined first period.

中段蓄熱温度Tmidが第1温度T1以下である場合(ステップS11:NO)、ECU50は、一連の処理を一旦終了することで圧送部23を停止状態に維持する。一方、中段蓄熱温度Tmidが第1温度T1よりも高い場合(ステップS11:YES)、ECU50は、圧送部23に作動媒体を圧送させる圧送処理を実行する(ステップS12)。圧送処理において、ECU50は、例えば、直前のステップで取得した中段蓄熱温度Tmidに基づいて循環回路21における作動媒体の流量を演算し、その演算した流量に応じた指示信号を圧送部23に出力する。この圧送処理において、ECU50は、中段蓄熱温度Tmidが高いほど作動媒体の流量が多くなるように、すなわち中段蓄熱温度Tmidが高いほど供給圧力p2が最大圧力p1に近づくように圧送部23を制御する。   When the middle-stage heat storage temperature Tmid is equal to or lower than the first temperature T1 (step S11: NO), the ECU 50 maintains the pumping unit 23 in a stopped state by once ending a series of processes. On the other hand, when the middle stage heat storage temperature Tmid is higher than the first temperature T1 (step S11: YES), the ECU 50 executes a pressure feeding process in which the working medium is pressure-fed by the pressure feeding unit 23 (step S12). In the pressure feeding process, for example, the ECU 50 calculates the flow rate of the working medium in the circulation circuit 21 based on the intermediate heat storage temperature Tmid acquired in the immediately preceding step, and outputs an instruction signal corresponding to the calculated flow rate to the pressure feeding unit 23. . In this pumping process, the ECU 50 controls the pumping unit 23 so that the flow rate of the working medium increases as the intermediate heat storage temperature Tmid increases, that is, the supply pressure p2 approaches the maximum pressure p1 as the intermediate heat storage temperature Tmid increases. .

次のステップS13において、ECU50は、新たな中段蓄熱温度Tmidを取得して、その取得した中段蓄熱温度Tmidが第2温度T2以下であるか否かを判断する。第2温度T2は、上述した飽和温度Ts1よりも高く、かつ、第1温度T1よりも低い温度であり、例えば飽和温度Ts1よりも10℃ほど高い温度である。第2温度T2は、中段蓄熱部33の蓄熱量Qmid、供給圧力p2の最大圧力p1、および、中段熱交換部32における伝熱面積Sなどに基づいて行った実験やシミュレーションの結果に基づいて設定される。第2温度T2は、第2蓄熱状態を示す中段蓄熱温度Tmidである。第2蓄熱状態は、例えば、供給圧力p2が最大圧力p1であるときに、蒸発器24に対して新たな排気ガスが供給されなくとも膨張機25に対して最大圧力p1における飽和温度Ts1以上にある気相状態の作動媒体が供給される状態が第1期間よりも短い所定の第2期間だけ保持される温度である。   In the next step S13, the ECU 50 acquires a new middle stage heat storage temperature Tmid, and determines whether or not the acquired middle stage heat storage temperature Tmid is equal to or lower than the second temperature T2. The second temperature T2 is higher than the above-described saturation temperature Ts1 and lower than the first temperature T1, and is, for example, about 10 ° C. higher than the saturation temperature Ts1. The second temperature T2 is set based on the results of experiments and simulations performed based on the heat storage amount Qmid of the intermediate heat storage section 33, the maximum pressure p1 of the supply pressure p2, the heat transfer area S in the intermediate heat exchange section 32, and the like. Is done. The second temperature T2 is a middle heat storage temperature Tmid indicating the second heat storage state. In the second heat storage state, for example, when the supply pressure p2 is the maximum pressure p1, the expansion temperature is equal to or higher than the saturation temperature Ts1 at the maximum pressure p1 with respect to the expander 25 even if new exhaust gas is not supplied to the evaporator 24. The temperature at which the working medium in a certain vapor phase is supplied is maintained for a predetermined second period shorter than the first period.

なお、第1温度T1および第2温度T2は、中段蓄熱部33が潜熱蓄熱材で構成される場合には中段蓄熱温度Tmidと蓄熱量とが一義的に定義される温度であること(T1,T2≠融解温度)が好ましい。また、第1温度T1および第2温度T2は、中段蓄熱部33が化学蓄熱材で構成される場合には反応温度よりも高い温度であることが好ましい。   The first temperature T1 and the second temperature T2 are temperatures at which the middle heat storage temperature Tmid and the heat storage amount are uniquely defined when the middle heat storage unit 33 is formed of a latent heat storage material (T1, T1). T2 ≠ melting temperature) is preferable. Moreover, it is preferable that 1st temperature T1 and 2nd temperature T2 are temperature higher than reaction temperature, when the intermediate | middle stage heat storage part 33 is comprised with a chemical heat storage material.

中段蓄熱温度Tmidが第2温度T2よりも高い場合(ステップS13:NO)、ECU50は、その中段蓄熱温度Tmidを用いてステップS12の圧送処理を実行する。一方、中段蓄熱温度Tmidが第2温度T2以下である場合(ステップS13:YES)、ECU50は、圧送部23を停止状態に制御する停止処理を実行し、循環回路21における作動媒体の流通を禁止する(ステップS14)。ステップS14の停止処理を実行したECU50は、一連の処理を一旦終了する。すなわち、ECU50は、中段蓄熱温度Tmidが第1温度T1に到達すると圧送部23を圧送状態に制御し、その後、中段蓄熱温度Tmidが第2温度T2まで低下すると圧送部23を停止状態に制御する。   When the middle heat storage temperature Tmid is higher than the second temperature T2 (step S13: NO), the ECU 50 executes the pressure feeding process of step S12 using the middle heat storage temperature Tmid. On the other hand, when the middle stage heat storage temperature Tmid is equal to or lower than the second temperature T2 (step S13: YES), the ECU 50 executes a stop process for controlling the pumping unit 23 to a stop state, and prohibits circulation of the working medium in the circulation circuit 21. (Step S14). The ECU 50 that has executed the stop process in step S14 once ends the series of processes. That is, the ECU 50 controls the pumping unit 23 to the pumping state when the middle stage heat storage temperature Tmid reaches the first temperature T1, and then controls the pumping unit 23 to the stop state when the middle stage heat storage temperature Tmid decreases to the second temperature T2. .

図5を参照して圧送部23が圧送状態にあるときの蒸発器24における作動媒体、排気ガス、および、各蓄熱部に関する温度の推移の一例について説明する。図5は、作動媒体が媒体温度Tw1の液相状態から媒体温度Tw3の気相状態へと変化し、排気ガスが排気温度Te1から排気温度Te4に温度が低下する場合の各温度の推移を示している。   With reference to FIG. 5, an example of the transition of the temperature regarding the working medium in the evaporator 24, exhaust gas, and each heat storage part when the pumping part 23 is in a pumping state is demonstrated. FIG. 5 shows the transition of each temperature when the working medium changes from the liquid phase state at the medium temperature Tw1 to the gas phase state at the medium temperature Tw3 and the exhaust gas temperature decreases from the exhaust temperature Te1 to the exhaust temperature Te4. ing.

図5において、作動媒体は、媒体温度Tw1の液相状態で前段熱交換部31に流入すると、前段熱交換部31における排気ガスとの熱交換により供給圧力p2における飽和温度である媒体温度Tw2まで加熱される。中段熱交換部32には、媒体温度Tw2にある液相状態の作動媒体が流入する。中段熱交換部32において、作動媒体は、中段蓄熱部33との熱交換により、媒体温度Tw2に維持されたまま液相状態から気相状態へと徐々に相転移する。後段熱交換部34には、媒体温度Tw2にある気相状態の作動媒体が流入する。後段熱交換部34において、作動媒体は、後段蓄熱部35との熱交換により媒体温度Tw2よりも高い媒体温度Tw3まで昇温される。   In FIG. 5, when the working medium flows into the pre-stage heat exchange section 31 in the liquid phase state of the medium temperature Tw1, the heat medium exchanges with the exhaust gas in the pre-stage heat exchange section 31 until the medium temperature Tw2 that is the saturation temperature at the supply pressure p2. Heated. A liquid-phase working medium at the medium temperature Tw2 flows into the middle heat exchanger 32. In the intermediate heat exchange section 32, the working medium gradually undergoes a phase transition from the liquid phase state to the gas phase state while maintaining the medium temperature Tw2 by heat exchange with the intermediate heat storage section 33. The working medium in a gas phase at the medium temperature Tw2 flows into the rear heat exchange section 34. In the rear stage heat exchanging unit 34, the working medium is heated to the medium temperature Tw3 higher than the medium temperature Tw2 by heat exchange with the rear stage heat storage unit 35.

一方、排気ガスは、排気温度Te1で後段熱交換部34に流入する。後段熱交換部34において、排気ガスは、後段蓄熱部35との熱交換により排気温度Te2まで温度が低下する。後段蓄熱部35は、排気温度Te2よりも低く、かつ、媒体温度Tw3よりも高い後段蓄熱温度Tlatにあり、後段蓄熱温度Tlatに基づく熱量を蓄熱している。中段熱交換部32において、排気ガスは、中段蓄熱部33との熱交換により排気温度Te2から排気温度Te3まで温度が低下する。中段蓄熱部33は、排気温度Te3よりも低く、かつ、第2温度T2よりも高い中段蓄熱温度Tmidにあり、中段蓄熱温度Tmidに基づく熱量を蓄熱している。中段蓄熱部33は、後段蓄熱部35よりも温度が低いものの、後段蓄熱部35よりも大きな熱量を蓄熱している。そして、前段熱交換部31において、排気ガスは、作動媒体との熱交換により、排気温度Te3から媒体温度Tw1よりも高い排気温度Te4へと温度が低下する。   On the other hand, the exhaust gas flows into the rear heat exchange section 34 at the exhaust temperature Te1. In the rear stage heat exchanging section 34, the temperature of the exhaust gas decreases to the exhaust temperature Te2 due to heat exchange with the rear stage heat storage section 35. The post-stage heat storage unit 35 is at the post-stage heat storage temperature Tlat that is lower than the exhaust temperature Te2 and higher than the medium temperature Tw3, and stores the amount of heat based on the post-stage heat storage temperature Tlat. In the middle heat exchange section 32, the temperature of the exhaust gas decreases from the exhaust temperature Te2 to the exhaust temperature Te3 by heat exchange with the middle heat storage section 33. The middle heat storage section 33 is at a middle heat storage temperature Tmid that is lower than the exhaust temperature Te3 and higher than the second temperature T2, and stores the amount of heat based on the middle heat storage temperature Tmid. The middle heat storage unit 33 stores a larger amount of heat than the rear heat storage unit 35, although the temperature is lower than that of the rear heat storage unit 35. In the upstream heat exchange section 31, the temperature of the exhaust gas decreases from the exhaust temperature Te3 to the exhaust temperature Te4 higher than the medium temperature Tw1 due to heat exchange with the working medium.

なお、圧送部23が停止状態にあるとき、循環回路21における作動媒体の循環が禁止される一方、蒸発器24に対する排気ガスの流入は継続される。そのため、中段蓄熱部33においては、中段熱交換部32に滞留している作動媒体に対する放熱量よりも排気ガスとの熱交換による吸熱量が大きくなり、それら放熱量と吸熱量との差の分の熱量が蓄熱される。同様に、後段蓄熱部35においては、後段熱交換部34に滞留している作動媒体に対する放熱量よりも排気ガスとの間の熱交換による吸熱量が大きくなり、それら放熱量と吸熱量との差の分の熱量が蓄熱される。   Note that when the pumping unit 23 is in a stopped state, the circulation of the working medium in the circulation circuit 21 is prohibited, while the inflow of exhaust gas to the evaporator 24 is continued. Therefore, in the middle stage heat storage unit 33, the heat absorption amount due to heat exchange with the exhaust gas is larger than the heat radiation amount for the working medium staying in the middle stage heat exchange unit 32, and the difference between the heat radiation amount and the heat absorption amount is increased. The amount of heat is stored. Similarly, in the rear stage heat storage unit 35, the amount of heat absorbed by the heat exchange with the exhaust gas is larger than the amount of heat released to the working medium staying in the rear stage heat exchange unit 34, and The amount of heat for the difference is stored.

上述した廃熱回収装置20の作用について説明する。
廃熱回収装置20の蒸発器24は、前段熱交換部31と、中段蓄熱部33を有する中段熱交換部32と、後段蓄熱部35を有する後段熱交換部34とで構成されている。こうした構成によれば、各蓄熱部33,35は、エンジン10の廃熱量が多いときは廃熱を蓄熱しつつ作動媒体を加熱し、エンジン10の廃熱量が少ないときは蓄熱していた熱で作動媒体を加熱する。これにより、エンジン10の廃熱量が変化したとしても膨張機25の出力Pがその影響を受けにくくなる。
The operation of the above-described waste heat recovery apparatus 20 will be described.
The evaporator 24 of the waste heat recovery apparatus 20 includes a front heat exchange unit 31, a middle heat exchange unit 32 having a middle heat storage unit 33, and a rear heat exchange unit 34 having a rear heat storage unit 35. According to such a configuration, each of the heat storage units 33 and 35 heats the working medium while storing waste heat when the amount of waste heat of the engine 10 is large, and heat stored when the amount of waste heat of the engine 10 is small. The working medium is heated. Thereby, even if the amount of waste heat of the engine 10 changes, the output P of the expander 25 is not easily affected.

また、廃熱回収装置20においては、中段蓄熱部33と後段蓄熱部35とが熱的に絶縁されていることで中段蓄熱部33と後段蓄熱部35との間での直接的な熱移動が不可能な構成となっている。こうした構成によれば、中段蓄熱部33と後段蓄熱部35との間で温度が平均化されることがないことから、エンジン10の廃熱量が少ないときにも中段熱交換部32および後段熱交換部34の各々における各位置で蓄熱部と作動媒体との温度差が確保されやすくなる。   Further, in the waste heat recovery apparatus 20, since the middle heat storage unit 33 and the rear heat storage unit 35 are thermally insulated, direct heat transfer between the middle heat storage unit 33 and the rear heat storage unit 35 is achieved. The configuration is impossible. According to such a configuration, since the temperature is not averaged between the middle heat storage unit 33 and the rear heat storage unit 35, even when the amount of waste heat of the engine 10 is small, the middle heat exchange unit 32 and the rear heat exchange. A temperature difference between the heat storage unit and the working medium is easily secured at each position in each of the units 34.

また、図5に示すように、例えば、中段熱交換部32において、中段蓄熱温度Tmidは、中段熱交換部32から流出する排気ガスの温度である排気温度Te3以下に維持される。また、作動媒体は、中段蓄熱温度Tmidの以下の温度で中段熱交換部32から流出する。こうしたことから、図5に示すケースにおいて前段熱交換部31に前段蓄熱部が配設されるとなれば、前段熱交換部31の各位置において前段蓄熱部は図5中の排気温度Te4以下の前段蓄熱温度に維持される。そのため、そうした前段蓄熱部に加熱される作動媒体は前段蓄熱温度以下、換言すれば排気温度Te4以下の温度で前段熱交換部31から流出することになる。すなわち、前段熱交換部31に前段蓄熱部が配設されると、図5に示すケースよりも前段熱交換部31の各位置において高温側(前段蓄熱部)と低温側(作動媒体)との温度差が小さくなってしまうばかりか、排気温度Te4が媒体温度Tw2よりも高くなければ作動媒体を媒体温度Tw2まで昇温させることが困難となる。これに対して、廃熱回収装置20は、前段熱交換部31に前段蓄熱部を設けることなく蒸発器24が構成されていることから、前段熱交換部31の各位置において高温側(排気ガス)と低温側(作動媒体)との温度差が確保されやすくなるとともに作動媒体が媒体温度Tw2まで昇温されやすくなる。   Further, as shown in FIG. 5, for example, in the middle stage heat exchange unit 32, the middle stage heat storage temperature Tmid is maintained below the exhaust temperature Te <b> 3 that is the temperature of the exhaust gas flowing out from the middle stage heat exchange unit 32. Further, the working medium flows out from the middle heat exchange section 32 at a temperature equal to or lower than the middle heat storage temperature Tmid. For this reason, in the case shown in FIG. 5, if the pre-stage heat storage unit 31 is disposed in the pre-stage heat exchange unit 31, the pre-stage heat storage unit is below the exhaust temperature Te4 in FIG. The pre-stage heat storage temperature is maintained. Therefore, the working medium heated by such a front-stage heat storage unit flows out from the front-stage heat exchange unit 31 at a temperature equal to or lower than the previous-stage heat storage temperature, in other words, the exhaust temperature Te4 or lower. That is, when the front stage heat storage unit 31 is disposed in the front stage heat exchange unit 31, the high temperature side (previous stage heat storage unit) and the low temperature side (working medium) at each position of the front stage heat exchange unit 31 than the case shown in FIG. Not only does the temperature difference become small, but it is difficult to raise the working medium to the medium temperature Tw2 unless the exhaust temperature Te4 is higher than the medium temperature Tw2. In contrast, in the waste heat recovery apparatus 20, the evaporator 24 is configured without providing the pre-stage heat storage section in the pre-stage heat exchange section 31, so the high temperature side (exhaust gas) at each position of the pre-stage heat exchange section 31. ) And the low temperature side (working medium) is easily secured, and the working medium is easily heated to the medium temperature Tw2.

次に、図6および図7を参照して廃熱回収装置に対して行ったシミュレーションの結果の例について説明する。図6および図7は、上述した廃熱回収装置20と比較例の廃熱回収装置とに対して共通する入熱量Qを入力値として与えた場合における飽和温度Tsおよび膨張機25の出力Pの推移を示すグラフである。入熱量Qは、蒸発器に流入する排気ガスの状態量に基づく熱量であり、飽和温度Tsは、膨張機25に流入する直前の位置での作動媒体の温度である。図6および図7において、実線は、上述した廃熱回収装置20を対象に行ったシミュレーションの結果を示している。一方、点線は、蓄熱部33,35を備えておらず、また、入熱量Qが大きいほど循環回路21における作動媒体の流量が多くなる比較例の廃熱回収装置を対象に行ったシミュレーションの結果を示している。なお、廃熱回収装置20においては、飽和温度Tsと中段蓄熱温度Tmidとの間に相関関係が認められた。   Next, an example of the result of simulation performed on the waste heat recovery apparatus will be described with reference to FIGS. 6 and 7. 6 and 7 show the saturation temperature Ts and the output P of the expander 25 when the heat input Q common to the above-described waste heat recovery apparatus 20 and the waste heat recovery apparatus of the comparative example is given as an input value. It is a graph which shows transition. The amount of heat input Q is the amount of heat based on the state quantity of the exhaust gas flowing into the evaporator, and the saturation temperature Ts is the temperature of the working medium at a position immediately before flowing into the expander 25. In FIG. 6 and FIG. 7, the solid line has shown the result of the simulation performed for the waste heat recovery apparatus 20 mentioned above. On the other hand, the dotted line does not include the heat storage units 33 and 35, and the result of the simulation performed on the waste heat recovery apparatus of the comparative example in which the flow rate of the working medium in the circulation circuit 21 increases as the heat input Q increases. Is shown. In the waste heat recovery apparatus 20, a correlation was recognized between the saturation temperature Ts and the middle heat storage temperature Tmid.

図6は、エンジン10の運転状態が高負荷状態にある比率が高い場合のシミュレーションの結果の一例を示している。
図6に示すように、比較例の廃熱回収装置においては、全体として、飽和温度Tsおよび出力Pの双方ともその時々の入熱量Qの変化、すなわち入熱量Qに関する微分的要素に応じて変化することが認められた。また、入熱量Qが極少量にある状態においては、飽和温度Tsおよび出力Pの双方とも下がり続ける傾向にあることが認められた。また、入熱量Qが極大量にある状態(例えばt1〜t2)においては、入熱量Qが変化したとしても飽和温度Tsおよび出力Pの双方がおおよそ一定の値に保持されることが認められた。そして、こうした入熱量Qが極大量にあるときに飽和温度Tsおよび出力Pが一定の値に保持される状態においては余剰熱量ΔQが発生していることが認められた。余剰熱量ΔQは、例えば、余剰熱量ΔQの有無を示す境界値と、蒸発器24前後における作動媒体の状態量差に基づく熱量を入熱量Qから減算した値との差に基づいて算出される。
FIG. 6 shows an example of simulation results when the ratio of the operating state of the engine 10 to the high load state is high.
As shown in FIG. 6, in the waste heat recovery apparatus of the comparative example, as a whole, both the saturation temperature Ts and the output P change according to the change in the heat input Q at that time, that is, the differential element related to the heat input Q. Admitted to do. In addition, it was recognized that both the saturation temperature Ts and the output P tend to continue to decrease in a state where the heat input Q is extremely small. In addition, in a state where the heat input amount Q is extremely large (for example, t1 to t2), it is recognized that both the saturation temperature Ts and the output P are maintained at approximately constant values even if the heat input amount Q changes. . And it was recognized that when the amount of heat input Q is extremely large, a surplus heat amount ΔQ is generated in a state where the saturation temperature Ts and the output P are maintained at constant values. The surplus heat amount ΔQ is calculated based on, for example, a difference between a boundary value indicating the presence / absence of the surplus heat amount ΔQ and a value obtained by subtracting the heat amount based on the state quantity difference of the working medium before and after the evaporator 24 from the heat input amount Q.

一方、廃熱回収装置20においては、圧送部23が圧送状態に維持され続けることが認められた。また、入熱量Qが極少量にある状態であっても飽和温度Tsおよび出力Pの双方が緩やかに低下し、入熱量Qが極大量にある状態であっても飽和温度Tsおよび出力Pの双方が緩やかに上昇することが認められた。すなわち、飽和温度Tsおよび出力Pの双方とも、その時々の入熱量Qの変化よりも直前の所定期間における入熱量Qの合計、すなわち入熱量Qに関する積分的要素に応じて変化することが認められた。そして、比較例の廃熱回収装置に比べて、入熱量Qが極大量にある状態の余剰熱量ΔQが格段に少なく、また、膨張機25の総出力量も大きいことが認められた。   On the other hand, in the waste heat recovery apparatus 20, it was recognized that the pumping unit 23 is maintained in the pumping state. Further, both the saturation temperature Ts and the output P gradually decrease even in a state where the heat input amount Q is extremely small, and both the saturation temperature Ts and the output P both decrease even in a state where the heat input amount Q is extremely large. Was observed to rise moderately. That is, it is recognized that both the saturation temperature Ts and the output P change in accordance with an integral factor related to the total amount of heat input Q in a predetermined period immediately before the change in the amount of heat input Q at that time, that is, the amount of heat input Q. It was. Then, it was recognized that the surplus heat amount ΔQ in a state where the heat input amount Q is extremely large as compared with the waste heat recovery apparatus of the comparative example is remarkably small, and the total output amount of the expander 25 is also large.

図7は、エンジン10の運転状態が低負荷状態にある比率が高い場合のシミュレーションの結果の一例を示している。なお、図7では、本シミュレーションにおいて余剰熱量ΔQが発生しなかったため、図6の余剰熱量ΔQに代えて圧送部23の駆動状態を記載している。図7において、「ON」は圧送部23が圧送状態にあることを示し、「OFF」は圧送部23が停止状態にあることを示している。   FIG. 7 shows an example of the simulation result when the ratio of the operating state of the engine 10 to the low load state is high. In FIG. 7, since the surplus heat amount ΔQ is not generated in the simulation, the driving state of the pumping unit 23 is described instead of the surplus heat amount ΔQ of FIG. 6. In FIG. 7, “ON” indicates that the pumping unit 23 is in a pumping state, and “OFF” indicates that the pumping unit 23 is in a stopped state.

図7に示すように、比較例の廃熱回収装置においては、飽和温度Tsおよび出力Pの双方が入熱量Qに関する微分的要素に応じて変化することが認められた。また、エンジン10の運転状態が低負荷状態である比率が高いため、飽和温度Tsが全体的に低く、また、膨張機25の出力Pも全体的に低いことが認められた。   As shown in FIG. 7, in the waste heat recovery apparatus of the comparative example, it was recognized that both the saturation temperature Ts and the output P change according to a differential element related to the heat input amount Q. Further, since the ratio of the operating state of the engine 10 to the low load state is high, it was confirmed that the saturation temperature Ts is low overall, and the output P of the expander 25 is low overall.

一方、廃熱回収装置20においては、中段蓄熱温度Tmidに応じて圧送部23の停止状態と圧送状態とが繰り返されることにより、比較例の廃熱回収装置に比べて、飽和温度Tsが高い状態が維持されやすいことが認められた。また、膨張機25について、圧送部23が停止状態にあるときは出力Pを得ることができないが、圧送部23が圧送状態にあるときは比較例の廃熱回収装置よりも高い出力Pが得られやすいことが認められた。そして、比較例の廃熱回収装置に比べて、膨張機25の総出力量が格段に大きくなることが認められた。   On the other hand, in the waste heat recovery apparatus 20, the state where the saturation temperature Ts is higher than that of the waste heat recovery apparatus of the comparative example by repeating the stop state and the pumping state of the pumping unit 23 according to the middle heat storage temperature Tmid. Was found to be easy to maintain. Further, for the expander 25, the output P cannot be obtained when the pumping unit 23 is in the stopped state, but when the pumping unit 23 is in the pumping state, an output P higher than that of the waste heat recovery apparatus of the comparative example is obtained. It was recognized that it was easy to be done. And it was recognized that the total output amount of the expander 25 becomes remarkably large compared with the waste heat recovery apparatus of the comparative example.

上記実施形態の廃熱回収装置20によれば、以下に列挙する作用効果が得られる。
(1)廃熱回収装置20によれば、エンジン10の廃熱量が変化したとしても膨張機25の出力Pがその影響を受けにくくなるとともに、エンジン10の廃熱量が少ないときにも各熱交換部31,32,34において作動媒体との温度差が確保されやすくなる。これらのことから、膨張機25の出力Pを安定して得ることができ、結果として、エンジン10の廃熱を効率よく回収することができる。
According to the waste heat recovery apparatus 20 of the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) According to the waste heat recovery device 20, even if the amount of waste heat of the engine 10 changes, the output P of the expander 25 is less susceptible to the influence, and each heat exchange is performed even when the amount of waste heat of the engine 10 is small. It becomes easy to ensure the temperature difference with the working medium in the parts 31, 32, and 34. From these things, the output P of the expander 25 can be obtained stably, and as a result, the waste heat of the engine 10 can be efficiently recovered.

(2)蒸発器24は、各熱交換部31,32,34において作動媒体の流れ方向と排気ガスの流れ方向とが相反する方向に設定された対向流式の熱交換器である。これにより、並行流式の熱交換器よりも後段熱交換部34において後段蓄熱部35と作動媒体との温度差が確保されやすくなることから、例えば、圧送部23を圧送状態に制御する第1温度T1をより低い温度に設定することができる。その結果、エンジン10の廃熱を利用した作動媒体の加熱を効果的に行うことができる。   (2) The evaporator 24 is a counterflow type heat exchanger in which the flow direction of the working medium and the flow direction of the exhaust gas are set to be opposite to each other in each of the heat exchange units 31, 32, and 34. Accordingly, a temperature difference between the rear heat storage unit 35 and the working medium is more easily ensured in the rear heat exchange unit 34 than in the parallel flow type heat exchanger. The temperature T1 can be set to a lower temperature. As a result, the working medium can be effectively heated using the waste heat of the engine 10.

(3)中段蓄熱部33は、後段蓄熱部35よりも大きな蓄熱容量を有している。こうした構成によれば、最も熱量が必要とされる液相状態から気相状態への相転移が中段熱交換部32で行われる確率を高めることができる。これにより、後段熱交換部34に流入する作動媒体が気相状態である確率が高められるとともに後段熱交換部34における後段蓄熱部35と作動媒体との温度差が確保されやすくなる。その結果、後段熱交換部34において気相状態の作動媒体をより高い温度まで昇温させることができることから、エンジン10の廃熱量が少ないときであっても膨張機25に対してより高いエネルギーを有する作動媒体を供給することができる。   (3) The middle stage heat storage unit 33 has a larger heat storage capacity than the rear stage heat storage unit 35. According to such a configuration, it is possible to increase the probability that the phase transition from the liquid phase state that requires the most heat to the gas phase state is performed in the middle heat exchange section 32. Thereby, the probability that the working medium flowing into the rear heat exchange section 34 is in a gas phase state is increased, and a temperature difference between the rear heat storage section 35 and the working medium in the rear heat exchange section 34 is easily secured. As a result, it is possible to raise the temperature of the working medium in the gas phase to a higher temperature in the rear heat exchanging section 34, so that even when the amount of waste heat of the engine 10 is small, higher energy is given to the expander 25. The working medium can be supplied.

(4)廃熱回収装置20は、中段蓄熱温度Tmidが第1温度T1まで高くなると圧送部23を圧送状態に制御し、その後、中段蓄熱温度Tmidが第2温度T2まで低下すると圧送部23を停止状態に制御する。こうした構成によれば、各蓄熱部33,35における蓄熱量が小さいときには圧送部23が停止状態に制御されて各蓄熱部33,35に対する蓄熱を集中的に行うことができる。これにより、圧送部23が圧送状態にあるときに膨張機25に供給される作動媒体の熱エネルギーが高められることから、膨張機25をより高い効率のもとで作動させることができる。   (4) The waste heat recovery apparatus 20 controls the pumping unit 23 to the pumping state when the middle stage heat storage temperature Tmid rises to the first temperature T1, and then turns the pumping unit 23 when the middle stage heat storage temperature Tmid falls to the second temperature T2. Control to stop. According to such a configuration, when the amount of heat stored in each of the heat storage units 33 and 35 is small, the pumping unit 23 is controlled to be stopped, and heat storage on each of the heat storage units 33 and 35 can be performed intensively. Thereby, since the thermal energy of the working medium supplied to the expander 25 is increased when the pumping unit 23 is in the pumping state, the expander 25 can be operated with higher efficiency.

(5)廃熱回収装置20においては、中段蓄熱部33および後段蓄熱部35の蓄熱状態を示す指標として中段蓄熱温度Tmidが設定されている。こうした構成によれば、中段熱交換部32における蓄熱量が高い精度のもとで把握されることから、作動媒体の液相状態から気相状態への相転移を中段熱交換部32においてより確実に行うことができる。また、中段蓄熱温度Tmidと後段蓄熱温度Tlatとに基づいて蓄熱状態が取得される場合に比べて簡易な構成のもとで蓄熱状態を取得することができる。   (5) In the waste heat recovery apparatus 20, the middle heat storage temperature Tmid is set as an index indicating the heat storage state of the middle heat storage unit 33 and the rear heat storage unit 35. According to such a configuration, the amount of heat stored in the middle heat exchange section 32 is grasped with high accuracy, and therefore the phase transition of the working medium from the liquid phase state to the gas phase state is more reliably performed in the middle heat exchange section 32. Can be done. Further, it is possible to acquire the heat storage state with a simple configuration as compared with the case where the heat storage state is acquired based on the middle heat storage temperature Tmid and the rear heat storage temperature Tlat.

(6)第1温度T1および第2温度T2が最大圧力p1における飽和温度Ts1を基準として規定されている。これにより、圧送部23の圧送する作動媒体の飽和温度よりも中段蓄熱温度Tmidが高い状態で作動媒体を循環させることができる。   (6) The first temperature T1 and the second temperature T2 are defined based on the saturation temperature Ts1 at the maximum pressure p1. Thereby, a working medium can be circulated in the state whose intermediate | middle stage heat storage temperature Tmid is higher than the saturation temperature of the working medium pumped by the pumping part 23. FIG.

(7)排気浄化装置12を通過した排気ガスが蒸発器24に流入することから、排気ガスに含まれる粒子状物質に起因した蒸発器24の熱効率の低下を抑えることができる。
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
(7) Since the exhaust gas that has passed through the exhaust purification device 12 flows into the evaporator 24, it is possible to suppress a decrease in the thermal efficiency of the evaporator 24 due to the particulate matter contained in the exhaust gas.
In addition, the said embodiment can also be suitably changed and implemented as follows.

・廃熱回収装置は、エンジンの廃熱を利用して蒸発させた作動媒体で膨張機を作動させる構成であればよい。そのため、廃熱回収装置は、EGR(Exhaust Gas Recirculation)を備えた車両においては、吸気側に還流される排気ガスの熱をエンジンの廃熱として用いる構成であってもよい。   The waste heat recovery device may be configured to operate the expander with a working medium evaporated using the waste heat of the engine. Therefore, in a vehicle equipped with EGR (Exhaust Gas Recirculation), the waste heat recovery apparatus may be configured to use the heat of exhaust gas recirculated to the intake side as waste heat of the engine.

例えば、図8に示すように、廃熱回収装置60は、上述した循環回路21、圧送部23(第1圧送部)、蒸発器24(第1蒸発器)、膨張機25、および、凝縮器27に加えて、分岐回路61、第2圧送部63、第2蒸発器64を備えている。分岐回路61は、循環回路21の一部であり、循環回路21における凝縮器27と圧送部23との間から分岐して蒸発器24と膨張機25との間に接続されている。第2圧送部63は、分岐回路61における作動媒体の流量を変更可能に構成されており、圧送部23と基本的な構成を同じにすることが可能である。第2蒸発器64は、蒸発器24と基本的な構成が同じであり、前段熱交換部、中段蓄熱部を有する中段熱交換部、および、後段蓄熱部を有する後段熱交換部を備えた熱交換器である。第2蒸発器64は、第2圧送部63を通過した作動媒体をEGR通路17におけるEGRクーラー18の上流を流れる排気ガスを熱源として加熱することにより液相状態の作動媒体を気相状態へと相転移させる。こうした構成において、ECU50は、圧送部23と同様に、中段蓄熱部の温度に基づいて第2圧送部63の駆動状態を制御することが可能である。   For example, as shown in FIG. 8, the waste heat recovery device 60 includes the above-described circulation circuit 21, a pressure feeding unit 23 (first pressure feeding unit), an evaporator 24 (first evaporator), an expander 25, and a condenser. 27, a branch circuit 61, a second pumping unit 63, and a second evaporator 64 are provided. The branch circuit 61 is a part of the circulation circuit 21, branches from between the condenser 27 and the pumping unit 23 in the circulation circuit 21, and is connected between the evaporator 24 and the expander 25. The second pumping unit 63 is configured to be able to change the flow rate of the working medium in the branch circuit 61, and can have the same basic configuration as the pumping unit 23. The second evaporator 64 has the same basic configuration as the evaporator 24, and includes a front-stage heat exchange section, a middle-stage heat exchange section having a middle-stage heat storage section, and a rear-stage heat exchange section having a rear-stage heat storage section. It is an exchanger. The second evaporator 64 heats the working medium that has passed through the second pumping unit 63 using the exhaust gas flowing upstream of the EGR cooler 18 in the EGR passage 17 as a heat source, thereby converting the working medium in a liquid phase into a gas phase state. Phase transition. In such a configuration, the ECU 50 can control the driving state of the second pumping unit 63 based on the temperature of the middle heat storage unit, similarly to the pumping unit 23.

廃熱回収装置60によれば、排気通路11を流れる排気ガスだけでなく、EGR通路17を流れるEGRガスからもエンジン10の廃熱を回収することができる。しかも、EGRクーラー18に流入するまえのEGRガスを熱源としているため、EGRクーラーの容量を小さくすることもできる。   According to the waste heat recovery device 60, the waste heat of the engine 10 can be recovered not only from the exhaust gas flowing through the exhaust passage 11, but also from the EGR gas flowing through the EGR passage 17. In addition, since the EGR gas before flowing into the EGR cooler 18 is used as a heat source, the capacity of the EGR cooler can be reduced.

・第1温度T1および第2温度T2は、作動媒体の供給圧力p2における飽和温度よりも高い温度であればよい。そのため、ECU50は、例えば圧力センサーや圧送部23の駆動状況に基づいて作動媒体の供給圧力p2を所定の制御周期で取得し、その取得した供給圧力p2に基づいて第1温度T1および第2温度T2を変更してもよい。   -1st temperature T1 and 2nd temperature T2 should just be temperature higher than the saturation temperature in the supply pressure p2 of a working medium. Therefore, for example, the ECU 50 acquires the supply pressure p2 of the working medium at a predetermined control cycle based on the driving state of the pressure sensor and the pressure feeding unit 23, and the first temperature T1 and the second temperature based on the acquired supply pressure p2. T2 may be changed.

・ECU50は、中段蓄熱部33の蓄熱状態、あるいは、中段蓄熱部33および後段蓄熱部35の蓄熱状態を示す指標として中段蓄熱温度Tmidを取得する構成に限られない。例えば、ECU50は、中段蓄熱温度Tmidと後段蓄熱部35の温度である後段蓄熱温度Tlatとに基づいて蓄熱状態を取得してもよいし、後段蓄熱温度Tlatを蓄熱状態を示す指標として取得してよい。また例えば、ECU50は、エンジン10の運転状態を示す状態量や循環回路21における作動媒体の流量などを入力値とするモデルを用いた演算により蓄熱状態を取得してもよい。   -ECU50 is not restricted to the structure which acquires middle stage heat storage temperature Tmid as a parameter | index which shows the heat storage state of the middle stage heat storage part 33, or the heat storage state of the middle stage heat storage part 33 and the back | latter stage heat storage part 35. For example, the ECU 50 may acquire the heat storage state based on the middle-stage heat storage temperature Tmid and the rear-stage heat storage temperature Tlat that is the temperature of the rear-stage heat storage section 35, or acquires the rear-stage heat storage temperature Tlat as an index indicating the heat storage state. Good. Further, for example, the ECU 50 may acquire the heat storage state by a calculation using a model that uses a state quantity indicating the operating state of the engine 10 or a flow rate of the working medium in the circulation circuit 21 as an input value.

・中段蓄熱部33の蓄熱容量は、後段蓄熱部35の蓄熱容量以下であってもよい。
・蒸発器24は、排気ガスの流れ方向と作動媒体の流れ方向とが同一の方向に設定された並行流式の熱交換器であってもよい。また、蒸発器24は、エンジン10の廃熱を熱源として作動媒体を加熱するものであればよく、プレート式の熱交換器や伝熱管を用いたシェルアンドチューブ式の熱交換器であってもよい。プレート式の熱交換器においては、プレートそのものを蓄熱部に設定することが可能である。シェルアンドチューブ式の熱交換器においては、伝熱管の周囲に蓄熱部を配設することが可能である。
The heat storage capacity of the middle heat storage unit 33 may be equal to or less than the heat storage capacity of the rear heat storage unit 35.
The evaporator 24 may be a parallel flow heat exchanger in which the flow direction of the exhaust gas and the flow direction of the working medium are set in the same direction. The evaporator 24 only needs to heat the working medium using the waste heat of the engine 10 as a heat source, and may be a plate-type heat exchanger or a shell-and-tube heat exchanger using a heat transfer tube. Good. In the plate heat exchanger, the plate itself can be set as the heat storage section. In the shell-and-tube heat exchanger, a heat storage unit can be disposed around the heat transfer tube.

・廃熱回収装置20は、エンジンの廃熱である排気ガスの熱エネルギーを力学的エネルギーに変換できるものであればよく、エンジンは、ディーゼルエンジンであってもよいし、ガソリンエンジンであってもよいし、ガスエンジンであってもよい。   The waste heat recovery device 20 may be any device that can convert the heat energy of exhaust gas, which is waste heat of the engine, into mechanical energy, and the engine may be a diesel engine or a gasoline engine. It may be a gas engine.

10…エンジン、11…排気通路、12…排気浄化装置、13…タービン、14…吸気通路、15…コンプレッサー、16…ターボチャージャー、17…EGR通路、18…EGRクーラー、20…廃熱回収装置、21…循環回路、23…圧送部、24…蒸発器、25…膨張機、26…出力軸、27…凝縮器、31…前段熱交換部、32…中段熱交換部、33…中段蓄熱部、34…後段熱交換部、35…後段蓄熱部、36…絶縁部、50…ECU、51…プロセッサ、52…メモリ、53…入力インターフェース、54…出力インターフェース、55…バス、56…温度センサー、60…廃熱回収装置、61…分岐回路、63…第2圧送部、64…第2蒸発器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine, 11 ... Exhaust passage, 12 ... Exhaust gas purification device, 13 ... Turbine, 14 ... Intake passage, 15 ... Compressor, 16 ... Turbocharger, 17 ... EGR passage, 18 ... EGR cooler, 20 ... Waste heat recovery device, DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ... Circulation circuit, 23 ... Pumping part, 24 ... Evaporator, 25 ... Expander, 26 ... Output shaft, 27 ... Condenser, 31 ... Pre-stage heat exchange part, 32 ... Middle stage heat exchange part, 33 ... Middle stage heat storage part, 34: Rear heat exchange unit, 35: Rear heat storage unit, 36: Insulating unit, 50 ... ECU, 51 ... Processor, 52 ... Memory, 53 ... Input interface, 54 ... Output interface, 55 ... Bus, 56 ... Temperature sensor, 60 ... waste heat recovery device, 61 ... branch circuit, 63 ... second pumping unit, 64 ... second evaporator.

Claims (5)

作動媒体が循環可能に構成された循環回路と、
前記循環回路に作動媒体を圧送する圧送部と、
前記圧送部が圧送した作動媒体をエンジンの廃熱で蒸発させる蒸発器と、
前記蒸発器で蒸発した作動媒体の通過により作動する膨張機と、
前記膨張機を通過した作動媒体を凝縮する凝縮器とを備え、
前記蒸発器は、
前記エンジンの排気ガスと作動媒体との間で熱交換が行われる前段熱交換部と、
前記排気ガスの熱を蓄熱する中段蓄熱部を有し、前記中段蓄熱部と前記前段熱交換部を通過した作動媒体との間で熱交換が行われる中段熱交換部と、
前記排気ガスの熱を蓄熱する後段蓄熱部を有し、前記後段蓄熱部と前記中段熱交換部を通過した作動媒体との間で熱交換が行われる後段熱交換部とを備え、
前記中段蓄熱部は、前記後段蓄熱部に対して熱的に絶縁されている
廃熱回収装置。
A circulation circuit configured to allow the working medium to circulate;
A pumping unit for pumping the working medium to the circulation circuit;
An evaporator for evaporating the working medium pumped by the pumping section with waste heat of the engine;
An expander that operates by passing the working medium evaporated in the evaporator;
A condenser that condenses the working medium that has passed through the expander,
The evaporator is
A pre-stage heat exchange section in which heat exchange is performed between the exhaust gas of the engine and the working medium;
A middle heat storage section that stores the heat of the exhaust gas, and a heat exchange section that performs heat exchange between the middle heat storage section and the working medium that has passed through the previous heat exchange section;
A rear heat storage section that stores the heat of the exhaust gas, and a rear heat exchange section that performs heat exchange between the rear heat storage section and the working medium that has passed through the middle heat exchange section,
The middle heat storage unit is thermally insulated from the rear heat storage unit.
前記蒸発器は、対向流式の熱交換器である
請求項1に記載の廃熱回収装置。
The waste heat recovery apparatus according to claim 1, wherein the evaporator is a counter-flow heat exchanger.
前記中段蓄熱部は、前記後段蓄熱部よりも大きな蓄熱容量を有する
請求項1または2に記載の廃熱回収装置。
The waste heat recovery apparatus according to claim 1, wherein the middle stage heat storage unit has a larger heat storage capacity than the rear stage heat storage unit.
前記中段蓄熱部の蓄熱状態を取得する蓄熱状態取得部と、
前記循環回路における作動媒体の流通量を制御する制御部とをさらに備え、
前記制御部は、
前記蓄熱状態が第1蓄熱状態になると前記循環回路における作動媒体の流通を開始し、前記蓄熱状態が前記第1蓄熱状態よりも蓄熱量が少ない第2蓄熱状態になると前記循環回路における作動媒体の流通を禁止する
請求項1〜3のいずれか一項に記載の廃熱回収装置。
A heat storage state acquisition unit for acquiring a heat storage state of the middle heat storage unit;
A control unit for controlling the flow rate of the working medium in the circulation circuit,
The controller is
When the heat storage state becomes the first heat storage state, the circulation of the working medium in the circulation circuit is started, and when the heat storage state becomes the second heat storage state where the heat storage amount is smaller than that of the first heat storage state, the working medium in the circulation circuit The waste heat recovery apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein distribution is prohibited.
前記蓄熱状態取得部は、前記中段蓄熱部の温度を検出する温度センサーであり、
前記第1蓄熱状態は、前記温度センサーの検出値が第1温度よりも高い状態であり、
前記第2蓄熱状態は、前記温度センサーの検出値が前記第1温度よりも低い第2温度以下の状態であり、
前記第1温度および前記第2温度は、前記蒸発器に対する作動媒体の供給圧力における飽和温度よりも高い温度である
請求項4に記載の廃熱回収装置。
The heat storage state acquisition unit is a temperature sensor that detects the temperature of the middle heat storage unit,
The first heat storage state is a state where the detection value of the temperature sensor is higher than the first temperature,
The second heat storage state is a state where the detection value of the temperature sensor is equal to or lower than a second temperature lower than the first temperature,
The waste heat recovery apparatus according to claim 4, wherein the first temperature and the second temperature are higher than a saturation temperature at a supply pressure of a working medium to the evaporator.
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