JP6526432B2 - Waste heat recovery system - Google Patents

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Description

本発明は、廃熱回収装置に関し、特にランキンサイクル装置を備える廃熱回収装置に関する。   The present invention relates to a waste heat recovery apparatus, and more particularly to a waste heat recovery apparatus including a Rankine cycle device.

従来、ランキンサイクル装置を備える廃熱回収装置に関する技術として、例えば特許文献１に記載された廃熱回収装置が知られている。特許文献１に記載された廃熱回収装置は、蒸発器及び膨張機を有するランキンサイクル装置と、蒸発器及び膨張機の間に設けられた気液分離機とを備えている。この廃熱回収装置では、気液分離機で作動流体の液相と気相とを分離し、当該液相の熱を利用して蒸発器に向かう作動流体を加熱する。   Conventionally, as a technology relating to a waste heat recovery device provided with a Rankine cycle device, for example, a waste heat recovery device described in Patent Document 1 is known. The waste heat recovery device described in Patent Document 1 includes a Rankine cycle device having an evaporator and an expander, and a gas-liquid separator provided between the evaporator and the expander. In this waste heat recovery apparatus, the liquid phase and the gas phase of the working fluid are separated by the gas-liquid separator, and the working fluid directed to the evaporator is heated using the heat of the liquid phase.

国際公開ＷＯ２０１０／１３７３６０号パンフレットInternational Publication WO 2010/137360 Brochure

ここで、近年の廃熱回収装置としては、例えばエンジンにおける燃費低減を図るため、膨張機から流出する作動流体が有するエネルギを有効に利用し、廃熱回収効率を更に向上させ得るものが求められている。   Here, as a waste heat recovery apparatus in recent years, for example, in order to reduce fuel consumption in the engine, one that can effectively improve the waste heat recovery efficiency by using energy possessed by the working fluid flowing out of the expander is required. ing.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、廃熱回収効率を向上できる廃熱回収装置を提供することを課題とする。   This invention is made in view of the said situation, and makes it a subject to provide the waste heat recovery apparatus which can improve waste heat recovery efficiency.

本発明に係る廃熱回収装置は、作動流体が循環されるランキンサイクル装置を備える廃熱回収装置であって、ランキンサイクル装置は、作動流体が流入されて動力を出力する膨張機と、膨張機の下流に設けられ、作動流体の気相と液相とを分離する気液分離機と、膨張機の上流に設けられ、気液分離機で分離した作動流体の気相を膨張機の上流に導くエジェクタと、を有する。   The waste heat recovery apparatus according to the present invention is a waste heat recovery apparatus provided with a Rankine cycle apparatus in which a working fluid is circulated, and the Rankine cycle apparatus is an expander that receives the working fluid and outputs power. A gas-liquid separator that separates the gas phase and the liquid phase of the working fluid, and a steam-liquid separator provided upstream of the expander, the gas phase of the working fluid separated by the gas-liquid separator being upstream of the expander And an ejector for guiding.

この廃熱回収装置では、膨張機から流出した作動流体の気相は、気液分離機により分離されてエジェクタにより膨張機の上流に導かれ、再度膨張機に流入される。これにより、膨張機における作動流体の気相の流量を増すことができ、膨張機から流出する作動流体のエネルギを有効に利用することができる。よって、廃熱回収効率を向上することが可能となる。   In this waste heat recovery apparatus, the gas phase of the working fluid that has flowed out of the expander is separated by the gas-liquid separator, guided by the ejector to the upstream of the expander, and re-introduced into the expander. Thus, the flow rate of the gas phase of the working fluid in the expander can be increased, and the energy of the working fluid flowing out of the expander can be effectively used. Therefore, it is possible to improve the waste heat recovery efficiency.

また、ランキンサイクル装置は、作動流体を冷却して凝縮させる凝縮器を有し、気液分離機は、膨張機と凝縮器との間に設けられていてもよい。この場合、凝縮器には、気液分離機により分離された作動流体の液相が流入するため、凝縮器において凝縮に係る放熱量が低減される。その結果、凝縮器の小型化が見込まれる。   In addition, the Rankine cycle device may have a condenser that cools and condenses the working fluid, and the gas-liquid separator may be provided between the expander and the condenser. In this case, since the liquid phase of the working fluid separated by the gas-liquid separator flows into the condenser, the amount of heat release related to condensation is reduced in the condenser. As a result, miniaturization of the condenser is expected.

また、ランキンサイクル装置は、作動流体を加熱して蒸発させる蒸発器を有し、エジェクタは、蒸発器の下流側において蒸発器と一体に形成されていてもよい。蒸発器とエジェクタとが別体の場合、蒸発器の下流側とエジェクタとのそれぞれが作動流体の圧力損失箇所となり得るが、蒸発器の下流側でエジェクタが一体に形成されていると、当該圧力損失箇所が減ることになるため、作動流体の圧力損失を抑制することができる。   Also, the Rankine cycle device may have an evaporator for heating and evaporating the working fluid, and the ejector may be integrally formed with the evaporator on the downstream side of the evaporator. When the evaporator and the ejector are separate bodies, each of the downstream side of the evaporator and the ejector may be a pressure loss point of the working fluid, but when the ejector is integrally formed downstream of the evaporator, the pressure concerned Since the loss point is reduced, the pressure loss of the working fluid can be suppressed.

本発明によれば、廃熱回収効率を向上できる廃熱回収装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a waste heat recovery apparatus capable of improving the waste heat recovery efficiency.

第１の実施形態に係る廃熱回収装置を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram showing a waste heat recovery system concerning a 1st embodiment. 第２の実施形態に係る廃熱回収装置を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram showing a waste heat recovery system concerning a 2nd embodiment.

以下、本発明の一側面に係る好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
（第１の実施形態） Hereinafter, preferred embodiments according to one aspect of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals and redundant description will be omitted.
First Embodiment

図１は、第１の実施形態に係る廃熱回収装置を示す概略ブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る廃熱回収装置１は、ランキンサイクル装置１０を備え、例えば車両に搭載される。適用される車両としては、例えばトラックやバス等の商用車が挙げられる。なお、車両としては、特に限定されるものではなく、例えば大型車両や中型車両、普通乗用車、小型車両又は軽車両等の何れであってもよい。   FIG. 1 is a schematic block diagram showing a waste heat recovery apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the waste heat recovery apparatus 1 according to the first embodiment includes a Rankine cycle device 10 and is mounted on, for example, a vehicle. As a vehicle applied, commercial vehicles, such as a truck and a bus, are mentioned, for example. The vehicle is not particularly limited, and may be, for example, any of a large vehicle, a medium vehicle, a passenger car, a small vehicle, a light vehicle, and the like.

ランキンサイクル装置１０は、例えばエンジン２０の廃熱を入熱として、当該廃熱に係る熱エネルギを動力に変換して出力する。ランキンサイクル装置１０は、その流路１７において、作動流体ポンプ１１と、蒸発器１２と、膨張機１４と、凝縮器１６と、を有している。ランキンサイクル装置１０の流路１７は、第１流路１７ａ〜第７流路１７ｇを含み、流路１７には、作動流体Ｍが循環される。作動流体Ｍとしては、種々のものを用いることができ、ここでは、低沸点媒体であるＲ１３４ａが用いられる。   For example, using the waste heat of the engine 20 as heat input, the Rankine cycle device 10 converts the heat energy related to the waste heat into motive power and outputs it. The Rankine cycle device 10 includes a working fluid pump 11, an evaporator 12, an expander 14, and a condenser 16 in its flow path 17. The flow path 17 of the Rankine cycle device 10 includes a first flow path 17 a to a seventh flow path 17 g, and the working fluid M is circulated in the flow path 17. As the working fluid M, various ones can be used, and here, a low boiling point medium R134a is used.

作動流体ポンプ１１は、流路１７上において作動流体Ｍを送出（圧送）して循環させるポンプである。作動流体ポンプ１１は、作動流体Ｍを圧縮すると共に、当該作動流体Ｍを流路１７における下流側の第１流路１７ａに送出する。   The working fluid pump 11 is a pump that delivers (pumps) the working fluid M and circulates it on the flow path 17. The working fluid pump 11 compresses the working fluid M and delivers the working fluid M to the downstream first flow path 17 a in the flow path 17.

蒸発器１２は、第１流路１７ａの下流側に設けられ、作動流体ポンプ１１で圧縮された作動流体Ｍを加熱して蒸発させる熱交換器である。蒸発器１２には、エンジン２０の冷却水Ｗが流通される。蒸発器１２は、冷却水Ｗを介して入熱されたエンジン２０の廃熱により作動流体Ｍを加熱する。蒸発器１２は、蒸発させた作動流体Ｍを流路１７における下流側の第２流路１７ｂに流出する。   The evaporator 12 is a heat exchanger which is provided on the downstream side of the first flow path 17 a and heats and evaporates the working fluid M compressed by the working fluid pump 11. Cooling water W of the engine 20 is circulated through the evaporator 12. The evaporator 12 heats the working fluid M by the waste heat of the engine 20 which is heat-input via the cooling water W. The evaporator 12 discharges the evaporated working fluid M to the downstream second flow passage 17 b in the flow passage 17.

エジェクタ１３は、第２流路１７ｂの下流側に設けられ、膨張機１４の上流に設けられている。エジェクタ１３は、絞り部１３ａと、吸引部１３ｂと、膨張部１３ｃと、を有する。絞り部１３ａは、第２流路１７ｂの下流側と接続されており、流路１７における下流側に向かって先細りとなるノズル状部材である。吸引部１３ｂは、絞り部１３ａ及び膨張部１３ｃの境界部に配置されており、膨張部１３ｃと気液分離機１５とを第５流路１７ｅを介して接続する。膨張部１３ｃは、流路１７の下流側に向かって末広がりとされた略円錐形状を呈している。膨張部１３ｃは、第３流路１７ｃの上流側と接続されている。エジェクタ１３は、蒸発器１２で蒸発した作動流体Ｍの気相と、気液分離機１５から導かれた作動流体Ｍの気相とを、流路１７における下流側の第３流路１７ｃに流出する（詳しくは後述）。   The ejector 13 is provided on the downstream side of the second flow passage 17 b and is provided on the upstream side of the expander 14. The ejector 13 has a throttling portion 13a, a suction portion 13b, and an expansion portion 13c. The throttling portion 13 a is a nozzle-like member that is connected to the downstream side of the second flow path 17 b and is tapered toward the downstream side of the flow path 17. The suction part 13b is disposed at the boundary between the throttling part 13a and the expansion part 13c, and connects the expansion part 13c and the gas-liquid separator 15 via the fifth flow path 17e. The expansion portion 13 c has a substantially conical shape that is widened toward the downstream side of the flow path 17. The expansion portion 13c is connected to the upstream side of the third flow path 17c. The ejector 13 causes the gas phase of the working fluid M evaporated in the evaporator 12 and the gas phase of the working fluid M led from the gas-liquid separator 15 to flow out to the downstream third flow path 17 c in the flow path 17 Yes (more on this later).

膨張機１４は、第３流路１７ｃの下流側に設けられている。膨張機１４は、流入された作動流体Ｍが膨張することで回転され、動力を出力する。膨張機１４としては、例えばタービン等が用いられる。膨張機１４は、例えば機械出力を出力してもよく、例えば発電機が接続されて電気出力を出力してもよい。膨張機１４は、膨張した作動流体Ｍを流路１７における下流側の第４流路１７ｄに流出する。   The expander 14 is provided on the downstream side of the third flow path 17c. The expander 14 is rotated by expansion of the inflowing working fluid M, and outputs power. For example, a turbine or the like is used as the expander 14. The expander 14 may output, for example, a mechanical output. For example, a generator may be connected to output an electric output. The expander 14 causes the expanded working fluid M to flow out to the downstream fourth flow path 17 d in the flow path 17.

気液分離機１５は、第４流路１７ｄの下流（膨張機１４の下流）に設けられ、膨張機１４から流出した作動流体Ｍが流入される。気液分離機１５は、膨張機１４を流出した作動流体Ｍの気相と液相とを分離する。気液分離機１５としては、例えば、遠心力で作動流体Ｍの液相が分離される遠心式のものを採用することができる。気液分離機１５は、分離した作動流体Ｍの気相を第５流路１７ｅに流出する。また、気液分離機１５は、膨張機１４と凝縮器１６との間に設けられており、分離した作動流体Ｍの液相を第６流路１７ｆに流出する。   The gas-liquid separator 15 is provided downstream of the fourth flow path 17 d (downstream of the expander 14), into which the working fluid M flowing out of the expander 14 flows. The gas-liquid separator 15 separates the gas phase and the liquid phase of the working fluid M that has flowed out of the expander 14. As the gas-liquid separator 15, for example, a centrifugal type in which the liquid phase of the working fluid M is separated by centrifugal force can be employed. The gas-liquid separator 15 causes the separated gas phase of the working fluid M to flow out to the fifth flow path 17 e. In addition, the gas-liquid separator 15 is provided between the expander 14 and the condenser 16, and the separated liquid phase of the working fluid M flows out to the sixth flow path 17f.

凝縮器１６は、第６流路１７ｆの下流側に設けられ、作動流体Ｍを冷却して凝縮（液化）させる熱交換器である。凝縮器１６は、低温熱源（図示せず）により冷却される。低温熱源は、例えばサブラジエータが含まれ、車両が走行する際の走行風により凝縮器１６を冷却する。凝縮器１６は、凝縮させた作動流体Ｍを流路１７における下流側の第７流路１７ｇに流出する。   The condenser 16 is a heat exchanger which is provided on the downstream side of the sixth flow path 17f and cools and condenses (liquefies) the working fluid M. The condenser 16 is cooled by a low temperature heat source (not shown). The low-temperature heat source includes, for example, a sub-radiator, and cools the condenser 16 by a traveling wind when the vehicle travels. The condenser 16 discharges the condensed working fluid M to the downstream seventh flow passage 17 g in the flow passage 17.

エンジン２０は、例えば水冷式ディーゼルエンジン等の内燃機関であり、ＥＧＲクーラ２１と、冷却水流路２２と、ラジエータ２３と、を有している。ＥＧＲクーラ２１は、ＥＧＲ［Exhaust Gas Recirculation］ガスを冷却するための熱交換器である。冷却水流路２２は、エンジン２０の冷却水Ｗが流通される流路である。冷却水流路２２では、例えば、エンジン２０のシリンダヘッド内部及びシリンダブロック等に冷却水Ｗが流通されてエンジン２０が冷却されると共に、ＥＧＲクーラ２１に冷却水Ｗが流通されてＥＧＲクーラ２１が冷却される。冷却水流路２２は、ラジエータ２３に接続されている。ラジエータ２３は、エンジン２０及びＥＧＲクーラ２１を冷却した冷却水Ｗを、例えば走行風との熱交換により冷却する。   The engine 20 is an internal combustion engine such as a water-cooled diesel engine, for example, and includes an EGR cooler 21, a cooling water passage 22, and a radiator 23. The EGR cooler 21 is a heat exchanger for cooling an EGR (Exhaust Gas Recirculation) gas. The cooling water flow path 22 is a flow path through which the cooling water W of the engine 20 flows. In the cooling water flow path 22, for example, the cooling water W is circulated in the cylinder head inside of the engine 20, the cylinder block, etc. to cool the engine 20, and the cooling water W is circulated in the EGR cooler 21 to cool the EGR cooler 21. Be done. The cooling water flow path 22 is connected to the radiator 23. The radiator 23 cools the cooling water W obtained by cooling the engine 20 and the EGR cooler 21 by, for example, heat exchange with traveling air.

以上のように構成された廃熱回収装置１では、エジェクタ１３において、蒸発器１２からの作動流体Ｍが絞り部１３ａを通過することで生じる当該作動流体Ｍの圧力低下を利用して、気液分離機１５で分離された作動流体Ｍの気相が膨張機１４の上流に導かれる。   In the waste heat recovery apparatus 1 configured as described above, in the ejector 13, the pressure drop of the working fluid M generated when the working fluid M from the evaporator 12 passes through the throttling portion 13 a is used to generate gas and liquid The gas phase of the working fluid M separated by the separator 15 is led to the upstream of the expander 14.

具体的には、蒸発器１２で蒸発した作動流体Ｍ（作動流体Ｍの気相）は、絞り部１３ａに流入し通過する。絞り部１３ａを通過した作動流体Ｍは、膨張部１３ｃにおいて膨張するため、膨張部１３ｃにおける作動流体Ｍの圧力が低下する。よって、膨張部１３ｃにおける作動流体Ｍの圧力は、気液分離機１５側（第５流路１７ｅ側）の作動流体Ｍの圧力よりも低くなる。その結果、気液分離機１５で分離された作動流体Ｍの気相は、第５流路１７ｅを介して当該圧力差でもって吸引部１３ｂに導かれ、エジェクタ１３の膨張部１３ｃに導入される。   Specifically, the working fluid M (the gas phase of the working fluid M) evaporated by the evaporator 12 flows into and passes through the narrowed portion 13a. The working fluid M that has passed through the narrowed portion 13a expands at the expansion portion 13c, so the pressure of the working fluid M at the expansion portion 13c decreases. Therefore, the pressure of the working fluid M in the expansion portion 13c is lower than the pressure of the working fluid M on the gas-liquid separator 15 side (the fifth flow path 17e side). As a result, the gas phase of the working fluid M separated by the gas-liquid separator 15 is led to the suction part 13 b with the pressure difference via the fifth flow path 17 e and introduced to the expansion part 13 c of the ejector 13 .

膨張機１４には、蒸発器１２で蒸発した作動流体Ｍと、エジェクタ１３により気液分離機１５から導かれた作動流体Ｍの気相とが流入される。その結果、膨張機１４における作動流体Ｍの流量が増加されると共に、膨張機１４から流出後の作動流体Ｍのうち、液相よりもエネルギが高い気相が膨張機１４に再度流入する。   The working fluid M evaporated in the evaporator 12 and the gas phase of the working fluid M introduced from the gas-liquid separator 15 by the ejector 13 flow into the expander 14. As a result, the flow rate of the working fluid M in the expander 14 is increased, and, of the working fluid M after flowing out of the expander 14, a gas phase whose energy is higher than that of the liquid phase flows into the expander 14 again.

他方、凝縮器１６には、気液分離機１５で分離された作動流体Ｍの液相が流入する。具体的には、気液分離機１５が膨張機１４と凝縮器１６との間に設けられているため、凝縮器１６には、膨張機１４から流出後の作動流体Ｍのうち、気相よりもエネルギが低い液相が流入する。その結果、凝縮器１６において凝縮に係る放熱量（必要放熱量）が低減されると共に、作動流体Ｍの気相と液相とが混在している場合と比較して凝縮器１６における作動流体Ｍの熱容量が増大し、凝縮器１６の熱交換効率が向上する。   On the other hand, the liquid phase of the working fluid M separated by the gas-liquid separator 15 flows into the condenser 16. Specifically, since the gas-liquid separator 15 is provided between the expander 14 and the condenser 16, the condenser 16 can be constructed from the gas phase of the working fluid M after flowing out of the expander 14. Even liquid phase with low energy flows in. As a result, the heat release amount (necessary heat release amount) related to condensation is reduced in the condenser 16, and the working fluid M in the condenser 16 is compared with the case where the gas phase and the liquid phase of the working fluid M are mixed. The heat capacity of the condenser 16 is increased, and the heat exchange efficiency of the condenser 16 is improved.

以上、第１の実施形態に係る廃熱回収装置１によれば、膨張機１４から流出した作動流体Ｍは、気液分離機１５により液相と気相とに分離される。分離された作動流体Ｍの気相は、エジェクタ１３により膨張機１４の上流に導かれ、再度膨張機１４に流入される。これにより、膨張機１４における作動流体Ｍの流量を増すことができ、膨張機１４から流出する作動流体Ｍの廃熱をそのまま利用することができる。このように、膨張機１４から流出する作動流体Ｍが有するエネルギを有効に利用でき、廃熱回収効率（システム効率）を向上することが可能となる。   As described above, according to the waste heat recovery apparatus 1 according to the first embodiment, the working fluid M that has flowed out of the expander 14 is separated by the gas-liquid separator 15 into a liquid phase and a gas phase. The separated gas phase of the working fluid M is introduced upstream of the expander 14 by the ejector 13 and flows into the expander 14 again. Thus, the flow rate of the working fluid M in the expander 14 can be increased, and waste heat of the working fluid M flowing out of the expander 14 can be used as it is. Thus, the energy of the working fluid M flowing out of the expander 14 can be effectively used, and the waste heat recovery efficiency (system efficiency) can be improved.

また、ランキンサイクル装置１０は、作動流体Ｍを冷却して凝縮させる凝縮器１６を有し、気液分離機１５は、膨張機１４と凝縮器１６との間に設けられている。この場合、凝縮器１６には、気液分離機１５により分離された作動流体Ｍの液相が流入するため、凝縮器１６において凝縮に係る放熱量が低減される。その結果、凝縮器１６の小型化が見込まれる。
（第２の実施形態） In addition, the Rankine cycle device 10 includes a condenser 16 that cools and condenses the working fluid M, and the gas-liquid separator 15 is provided between the expander 14 and the condenser 16. In this case, since the liquid phase of the working fluid M separated by the gas-liquid separator 15 flows into the condenser 16, the amount of heat release related to condensation in the condenser 16 is reduced. As a result, downsizing of the condenser 16 is expected.
Second Embodiment

次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る廃熱回収装置１Ａは、エジェクタ１３が蒸発器１２の下流側において蒸発器１２と一体に形成されている点以外は、基本的に第１の実施形態と同様である。以下の説明では、第１の実施形態と相違する事項のみを説明し、第１の実施形態と同様の説明を省略する。   Next, a second embodiment will be described. The waste heat recovery apparatus 1A according to the second embodiment is basically the same as the first embodiment except that the ejector 13 is integrally formed with the evaporator 12 on the downstream side of the evaporator 12. . In the following description, only matters different from the first embodiment will be described, and the same descriptions as the first embodiment will be omitted.

図２は、第２の実施形態に係る廃熱回収装置を示す概略ブロック図である。図２に示すように、エジェクタ１３は、蒸発器１２の下流側において蒸発器１２と一体に形成されている。エジェクタ１３は、絞り部１３ｄと、吸引部１３ｂと、膨張部１３ｃと、を有する。吸引部１３ｂ及び膨張部１３ｃは、第１の実施形態と同様に構成されている。   FIG. 2 is a schematic block diagram showing a waste heat recovery apparatus according to a second embodiment. As shown in FIG. 2, the ejector 13 is integrally formed with the evaporator 12 at the downstream side of the evaporator 12. The ejector 13 has a throttling portion 13 d, a suction portion 13 b, and an expansion portion 13 c. The suction unit 13 b and the expansion unit 13 c are configured in the same manner as in the first embodiment.

絞り部１３ｄは、流路１７における下流側に向かって先細りとなるノズル状部材であり、第２流路１７ｂを介することなく蒸発器１２の下流側の出口部と接続されている。絞り部１３ｄは、例えば蒸発器１２の下流側の出口部を流路１７における下流側に向かって先細りとなるように形成することにより、蒸発器１２と一体に形成することができる。   The throttling portion 13 d is a nozzle-like member that is tapered toward the downstream side in the flow path 17 and is connected to the downstream outlet of the evaporator 12 without the second flow path 17 b. The throttling portion 13 d can be formed integrally with the evaporator 12, for example, by forming an outlet portion on the downstream side of the evaporator 12 so as to be tapered toward the downstream side in the flow path 17.

ところで、一般的に、蒸発器１２とエジェクタ１３とが別体で設けられる場合、蒸発器１２の下流側の出口部で絞られると共に、エジェクタ１３の絞り部１３ａで絞られ、すなわち、蒸発器１２の下流側及びエジェクタ１３の両方において、作動流体Ｍの流路１７に断面積変化が生じる。よって、蒸発器１２の下流側及びエジェクタ１３の絞り部１３ａは、作動流体Ｍの圧力損失が大きい圧力損失箇所となり得る。この点、第２の実施形態では、エジェクタ１３が蒸発器１２の下流側で蒸発器１２と一体に形成されていることから、作動流体Ｍの流路１７に断面積変化が生じる当該圧力損失箇所を一箇所にまとめることができる。よって、当該圧力損失箇所が減ることになるため、作動流体Ｍの圧力損失を抑制することができる。   Generally, when the evaporator 12 and the ejector 13 are separately provided, they are squeezed at the outlet on the downstream side of the evaporator 12 and squeezed by the throttling portion 13 a of the ejector 13, that is, the evaporator 12 The cross-sectional area change occurs in the flow path 17 of the working fluid M on both the downstream side of the and the ejector 13. Therefore, the downstream side of the evaporator 12 and the narrowed portion 13a of the ejector 13 can be a pressure loss point where the pressure loss of the working fluid M is large. In this respect, in the second embodiment, since the ejector 13 is integrally formed with the evaporator 12 on the downstream side of the evaporator 12, the pressure loss point where the cross-sectional area change occurs in the flow path 17 of the working fluid M Can be put together in one place. Therefore, since the pressure loss point is reduced, the pressure loss of the working fluid M can be suppressed.

以上、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。   As mentioned above, although the suitable embodiment concerning the present invention was described, the present invention is not restricted to the above-mentioned embodiment, it changes in the range which does not change the gist described in each claim, or it applies to other things You may

例えば、上記実施形態では、エンジン２０の一例としてディーゼルエンジンを用いて説明したが、ガソリンエンジン等のエンジンでもよい。   For example, in the above-mentioned embodiment, although explained using a diesel engine as an example of engine 20, engines, such as a gasoline engine, may be used.

また、絞り部１３ａ（１３ｄ）と、吸引部１３ｂと、膨張部１３ｃと、を有するエジェクタ１３を例示したが、エジェクタ１３は、これに限定されるものではない。膨張機１４の上流に設けられ、気液分離機１５で分離した作動流体Ｍの気相を膨張機１４の上流に導くものであれば、種々のエジェクタを用いることができる。   Moreover, although the ejector 13 which has the throttle part 13a (13d), the attraction | suction part 13b, and the expansion part 13c was illustrated, the ejector 13 is not limited to this. Various ejectors can be used as long as they are provided upstream of the expander 14 and lead the gas phase of the working fluid M separated by the gas-liquid separator 15 to the upstream of the expander 14.

１，１Ａ…廃熱回収装置、１０…ランキンサイクル装置、１２…蒸発器、１３…エジェクタ、１４…膨張機、１５…気液分離機、１６…凝縮器、Ｍ…作動流体。   1, 1A: waste heat recovery device, 10: Rankine cycle device, 12: evaporator, 13: ejector, 14: expander, 15: gas-liquid separator, 16: condenser, M: working fluid.

Claims (3)

作動流体が循環されるランキンサイクル装置を備える廃熱回収装置であって、
前記ランキンサイクル装置は、
前記作動流体が流入されて動力を出力する膨張機と、
前記膨張機の下流に設けられ、前記作動流体の気相と液相とを分離する気液分離機と、
前記膨張機の上流に設けられ、前記気液分離機で分離した前記作動流体の前記気相を前記膨張機の上流に導くエジェクタと、
前記作動流体を冷却する熱交換器と、を有し、
前記気液分離機は、前記膨張機と前記熱交換器との間に設けられている、廃熱回収装置。 A waste heat recovery device comprising a Rankine cycle device through which working fluid is circulated, comprising:
The Rankine cycle device is
An expander which receives the working fluid and outputs power;
A gas-liquid separator provided downstream of the expander for separating a gas phase and a liquid phase of the working fluid;
An ejector provided upstream of the expander for guiding the gas phase of the working fluid separated by the gas-liquid separator upstream of the expander ;
And a heat exchanger for cooling the working fluid,
The waste heat recovery apparatus , wherein the gas-liquid separator is provided between the expander and the heat exchanger . 前記膨張機と前記気液分離機との間には、前記作動流体を冷却する熱交換器が設けられていない、請求項１に記載の廃熱回収装置。The waste heat recovery apparatus according to claim 1, wherein a heat exchanger for cooling the working fluid is not provided between the expander and the gas-liquid separator. 前記ランキンサイクル装置は、前記作動流体を加熱して蒸発させる蒸発器を有し、
前記エジェクタは、前記蒸発器の下流側において流路を介することなく前記蒸発器と一体に形成されている、請求項１又は２に記載の廃熱回収装置。 The Rankine cycle device has an evaporator for heating and evaporating the working fluid,
The waste heat recovery apparatus according to claim 1, wherein the ejector is integrally formed with the evaporator on the downstream side of the evaporator without a flow path .
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS588210A (en) * 1981-07-08 1983-01-18 Tokyo Electric Power Co Inc:The Heat medium flow control system for ranking cycle to flow variations liquefied natural gas
JPS58140409A (en) * 1982-02-17 1983-08-20 Hitachi Ltd Circulation system of steam
JPS61207806A (en) * 1985-03-13 1986-09-16 Kawasaki Heavy Ind Ltd Energy recovering system
US5822990A (en) * 1996-02-09 1998-10-20 Exergy, Inc. Converting heat into useful energy using separate closed loops
JP4770891B2 (en) * 2005-04-05 2011-09-14 株式会社デンソー Ejector type refrigeration cycle unit
JP4801810B2 (en) * 2006-05-30 2011-10-26 株式会社デンソー Refrigeration equipment with waste heat utilization device
JP2009103029A (en) * 2007-10-23 2009-05-14 Panasonic Corp Rankine cycle device
JP5338731B2 (en) * 2010-03-29 2013-11-13 株式会社豊田自動織機 Waste heat regeneration system
JP6306821B2 (en) * 2013-01-08 2018-04-04 日野自動車株式会社 Rankine cycle engine

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