JPS63289203A - エンジンの廃熱エネルギ−回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ランキンサイクルを応用したエンジンの廃熱
エネルギー回収装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば、実開昭６０−１２４５５８号公報に開示
されているように、エンジン本体に設けられたエンジン
側熱交換器に循環ポンプ及び温水熱交換器を閉ループ的
に連結して温水循環回路を構成すると共に、エンジン本
体の排気ガス流出部に排気側熱交換器を設け、この排気
側熱交換器の入口部に上記温水熱交換器を介して給水路
を連結する一方、出口部に取水路を連結し、温水を取り
出すようにしたものがある。

また、ランキンサイクルの回路を設けることにより、エ
ンジンの廃熱エネルギーを回収する装置がある。この種
の装置としては、冷却水によるエンジンの冷却回路を有
すると共に、この回路とは別系統に、水または低沸点冷
媒を作動流体とするランキンサイクルによる回路を設け
たもの、或いは、低沸点冷媒によるシリンダブロック及
びシリンダヘッドの冷却系と、同一の低沸点冷媒を作動
流体とするランキンサイクル系とを１系統の回路として
設けたものが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記前者の構造では、エンジンの排気系が加
熱されてからランキンサイクルの回路における作動流体
の加熱が始まるため、サイクルの作動開始に時間がかか
ると共に、別に作動流体の冷却装置が必要となる。一方
、後者の構造では、サイクルの作動開始までの時間は短
縮されるものの、シリンダブロックとシリンダヘッドと
を、例えば、水よりも熱容量の小さいフロン冷媒等の低
沸点冷媒により一系統冷却すると、充分な冷却を行うこ
とができず、特に、シリンダヘッドが過熱状態になると
いう問題点を有している。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のエンジンの廃熱エネルギー回収装置は、上記の
問題点を解決するために、低沸点冷媒を冷却媒体とする
と共に、エンジンのシリンダヘッドに形成された冷媒通
路と、エンジンの排気管に設けられ、上記冷却通路から
流出する低沸点冷媒と排気ガスとの熱交換を行う熱交換
器と、熱交換器から蒸気化されて流出する低沸点冷媒に
よって駆動される動力回収手段と、動力回収手段から流
出する低沸点冷媒を液化する冷却手段と、冷却手段にて
液化された低沸点冷媒をシリンダヘッドの冷媒通路へ送
出して循環させる冷媒送出手段とを備えた構成となって
いる。

〔作　用〕

シリンダヘッドの冷媒通路に送られた低沸点冷媒はシリ
ンダヘッドを冷却して加熱される。さらに、熱交換器に
おいて高温の排気ガスに加熱されて蒸気化し、動力回収
手段に供給されてこれを駆動する。そして、冷却手段に
て液化され、冷媒送出手段にて再びシリンダヘッドの冷
媒通路へ送られる。

〔実施例１〕 本発明の第１実施例を第１図および第２図に基づいて以
下に説明する。

本発明に係るエンジンの廃熱エネルギー回収装置は、第
１図に示すように、エンジンのシリンダへフドｌに接続
された排気管２に熱交換器３が設けられている。上記シ
リンダヘッド１には図示しない冷媒通路が形成されてお
り、この冷媒通路の入口には冷媒を循環させるための冷
媒送出手段である冷媒送出ポンプ５が接続されている。

上記冷媒通路の出口は熱交換器３の入口と接続されてい
る。熱交換器３の出口は、動力回収手段であるタービン
７に設けられたノズル７ａと接続されており、ターヒ°
ン７にはこのタービン７によって慝区動される発電機８
が接続されている。尚、タービン７には発電機８の代わ
りに過給機、或いはクランク軸へ動力を供給する動力変
換機等を接続してもよい。上記タービン７の出口側には
冷却手段であるコンデンサ１０が接続され、このコンデ
ンサ１０は上記冷媒送出ポンプ５と接続されている。以
上の構成からなるランキンサイクルの回路における冷媒
には、水よりも沸点の低いハロゲン系のフロン冷媒等の
低沸点冷媒が使用される。

一方、シリンダへフド１の下にはシリンダブロック１３
が設けられ、このシリンダブロック１３の下には潤滑油
を収容したオイルパン１４が設けられている。そして、
オイルパン１４の潤滑油は、オイルポンプ１５にて吸い
上げられることにより、通油管路１６を通じてシリンダ
ブロック１３内、及びシリンダヘッドの動弁系部へ供給
されるようになっている。

また、上記のオイルパン１４には、第２図に示すように
、下底２０の上方に、形状記憶合金板２１・２１からな
る上底２２が設けられている。上記の形状記憶合金板２
１・２１は、潤滑油の高温時、即ちエンジンの作動中に
は置板状となって閉じることにより上底２２を形成し、
潤滑油の低温時、即ちエンジン停止中には下方に曲がっ
て上底２２に開口部を形成するようになっている。この
ような構成により、潤滑油の劣化によって生じたスラッ
ジ２３をエンジン停止中に上底２２上がら下底２０上へ
落とし、この部位に堆積させると共に、エンジン作動中
には上底２２を閉じて、スラッジ２３の舞い上がりを防
止している。このスラッジ２３は、本装置のように潤滑
油にてシリンダブロック部の冷却を行う場合、潤滑油の
熱負荷の増大によりその発生量も増大し、冷却用の潤滑
油通路に目詰まりを生じて冷却不良を起こす虞れがある
が、上記の構造はこの目詰まりを防止し、清浄な潤滑油
を冷却系及び潤滑系に供給するためのものである。尚、
上記形状記憶合金板２１・２１の代わりにバイメタル板
を使用してもよい。さらに、形状記憶合金板２１・２１
による上底２２の開閉は、温度センサにて検知される潤
滑油の温度に応じ、制御ユニットにて形状記憶合金板２
１・２１への通電を制御することにより行うことも可能
である。即ち、例えば、温度センサにて高温が検出され
たとき、及びエンジン始動信号が検出されたときに、こ
れを受けた制御ユニットにより形状記憶合金板２１・２
１への通電をオンとし、通電された形状記憶合金板２１
・２１の発熱による自己過熱にて、置板状に変形させて
上底２２を形成する一方、低温が検出されたときに、形
状記憶合金板２１・２１への通電をオフにして、下方へ
曲げさせ、上底２２に開口部を形成するようにしたもの
である。

上記の構成において、シリンダヘッド１の冷媒通路に送
られた低沸点冷媒はシリンダヘッド１を冷却して加熱さ
れ、一部は蒸気となり、シリンダヘッド１の温度が冷媒
の沸点に一致する。その後、熱交換器３に流れ込み、こ
の熱交換器３において高温の排気ガスに加熱され、約１
０気圧の高温の蒸気となる。高温の蒸気となった低沸点
冷媒は、ノズル７ａを通じて３ｋｇ／ｃＪ以上の圧力で
タービン７へ吹きつけられ、タービン７が回転する。

これにより、発電機８が回転されて電力が取り出される
。タービン７に供給された低沸点冷媒はコンデンサ１０
へ流れ込み、ここで冷却されて液化された後、冷媒送出
ポンプ５にて再びシリンダヘッド１へ送出される。

また、シリンダブロック１３例の回路においては、オイ
ルポンプ１５によりオイルパン１４から吸い上げられた
潤滑油が通油管路１６を通じてシリンダブロック１３及
びシリンダヘッド１の動弁系へ供給されることにより、
動弁系、クランク系及びピストン系の各部が潤滑される
と共に、ライナ一部の冷却が行われる。

上記のように、エンジンの冷却系統が低沸点冷媒による
シリンダヘッド１側と、潤滑油によるシリンダブロック
１３側との２系統に分かれていることにより、各県は最
適温度による冷却を行うことができる。即ち、シリンダ
ヘッド１の最適温度とシリンダブロック１３の最適温度
は異なり、シリンダヘッド１はノッキングや暖機性の面
からシリンダブロック１３よりいくぶん低温である方が
好ましい。また、シリンダヘッド１側の冷却媒体として
フロン冷媒等の低沸点冷媒を使用しているので、錆びの
発生による障害を受けることがなく、冷却系部材の材質
のグレードダウン、表面処理の省略等を行うことができ
、コストダウンを図ることができる。また、冷媒の凍結
等の問題も生じることがない。さらに、冷却媒体が低沸
点であるので、冷媒の選択によりシリンダヘッド１を最
適温度に保持することができると共に、過熱蒸気をつく
り易く、蒸気は体積が大きいので効率よく動力を取り出
すことができる。

Ｃ実施例２〕 本発明の第２実施例を第３図に基づいて説明する。尚、
前記第１実施例と同一の機能を有する手段には同じ符号
を付記し、その説明を省略する。

このことは以下の実施例においても同様である。

シリンダへラド１の冷媒通路の入口にはメイン管路４に
より冷媒送出ポンプ５が接続されており、冷媒通路の出
口にはメイン管路４により三方切換え弁６が接続され、
この三方切換え弁６と冷媒通路との間におけるメイン管
路４には、メイン管路４内の低沸点冷媒の温度を検出す
る冷媒温センサ１７が設けられている。上記三方切換え
弁６の一方はメイン管路４により排気管２に設けられた
熱交換器３の入口と接続されている。熱交換器３の出口
はメイン管路４によりタービン７のノズル７ａと接続さ
れており、タービン７には発電機８が接続されている。

上記タービン７の出口側にはメイン管路４により三方切
換え弁９が接続されており、この三方切換え弁９の一方
にはコンデンサ１０が接続され、このコンデンサ１０は
上記冷媒送出ポンプ５と接続されている。また、上記三
方切換え弁６の他の一方と三方切換え弁９の他の一方と
は、バイパス管路１１にて接続され、このバイパス管路
１１、及び前記熱交換器３とタービン７とを接続するメ
イン管路４とは、バイパス管路１２にて連通されている
。この回路の冷媒には、同様に低沸点冷媒が使用される
。

上記三方切換え弁６・９及び冷媒温センサ１７は制御ユ
ニット１８と接続されており、三方切換え弁６・９は制
御ユニット１８によって弁の開閉が制御されるようにな
っている。さらに、制御ユニット１８にはエンジンに加
わる負荷の量を検出する負荷量検出手段１９が接続され
ている。この負荷量検出手段１９は、エンジン回転数検
出手段と吸入空気量検出手段等から構成される。上記制
御ユニット１８は、冷媒温センサ１７によって検出され
る低沸点冷媒の温度がエンジンの暖機完了か否かの判断
基準となる基準温度よりも低いときに、シリンダヘッド
１側のメイン管路４とバイパス管路１１とが連通ずるよ
うに三方切換え弁６を制御し、かつバイパス管路１１と
コンデンサ１０側のメイン管路４とが連通ずるように三
方切換え弁９を制御する一方、上記検出温度が基準温度
よりも高いときに、三方切換え弁６の両側のメイン管路
４同士が連通ずるように三方切換え弁６を制御し、かつ
三方切換え弁９の両側のメイン管路４・４同士が連通ず
るように三方切換え弁９を制御する冷媒温対応制御手段
と、暖機完了後において、負荷量検出手段１９にて検出
される負荷量が亮負萄であるとき、シリンダヘッド１例
のメイン管路４とバイパス管路１１とが連通ずるように
三方切換え弁６を制御する負荷量対応制御手段とを備え
ている。

上記の構成において、冷間における始動直後の暖機運転
時には、エンジン温度が低く、冷媒温センサ１７による
検出温度が基準温度以下となる。

従って、冷媒温対応制御手段にてシリンダヘッド１側の
メイン管路４とバイパス管路１１とが連通ずるように三
方切換え弁６が切り換えられ、かつバイパス管路１１と
コンデンサ１０側のメイン管路４とが連通ずるように三
方切換え弁９が切り換えられる。これにより、低沸点冷
媒はシリンダへラド１−三方切換え弁６−三方切換え弁
９−コンデンサ１〇−冷媒送出ボンプ５の経路を流れる
。

また、熱交換器３内に残っていた低沸点冷媒は、排気管
２を通る高温の排気ガスに加熱されて蒸気化され、熱交
換器３の出口からメイン管路４−バイパス管路１２−バ
イパス管路１１へと流れてシリンダヘッド１から流出し
た低沸点冷媒と合流する。このように、暖機運転中には
タービン７側へ低沸点冷媒を流さないようにして外部へ
の熱の放出を抑制することにより、暖機の促進及びラン
キンサイクルの作動開始時間の短縮を図っている。

一方、冷媒温センサ１７による検出温度が基準温度以上
となって暖機が完了したときには、冷媒温対応制御手段
にて三方切換え弁６の両側のメイン管路４同士が連通ず
るように三方切換え弁６が切り換えられ、かつ三方切換
え弁９０両側のメイン管路４・４同士が連通ずるように
三方切換え弁９が切り換えられる。これにより、シリン
ダヘッド１−三方切換え弁６−熱交換器３−タービン７
−三方切換え弁９−コンデンサ１〇−冷媒送出ポンブ５
−シリンダヘッド１の回路が形成される。

この回路において、低沸点冷媒はシリンダヘッド１にて
加熱された後、三方切換え弁６を介して熱交換器３へと
流れ込み、熱交換器３にて高温の排気ガスにより加熱さ
れ、高温の蒸気となる。高温の蒸気となった低沸点冷媒
はタービン７へ吹きつけられ、タービン７が回転する。

タービン７に供給された低沸点冷媒は三方切換え弁９を
介してコンデンサ１０へ流れ込み、ここで冷却されて液
化された後、冷媒送出ポンプ５にて再びシリンダヘッド
１へ送出される。

また、上記の暖機完了後の状態において、エンジンに何
らかの高負荷が加わり、これが負荷量検出手段１９にて
検出されたときには、負荷量対応制御手段にてシリンダ
ヘッド１側のメイン管路４とバイパス管路１１とが連通
ずるように三方切換え弁６が切り換えられる。これによ
り、シリンダヘッド１−三方切換え弁６−バイパス管路
１１−バイパス管路１２−タービン７−三方切換え弁９
−コンデンサ１〇−冷媒送出ボンプ５−シリンダヘッド
１の回路が形成される。この回路において、低沸点冷媒
は高負荷のために高温となったシリンダヘッド１にて充
分に加熱されることにより、高温の蒸気となってタービ
ン７へ供給され、タービン７が回転する。このように、
シリンダヘッドｌが高温となる高負荷時には、高温の排
気ガスとの熱交換を行わせる熱交換器３へ低沸点冷媒を
流さないようにして低沸点冷媒蒸気の必要以上の過熱を
防止することにより、コンデンサ１０の熱負荷を低減し
、冷却系のオーバーヒートを防止している。

〔実施例３〕 本発明の第３実施例を第４図に基づいて説明する。シリ
ンダヘッド１における冷媒通路の出口と排気管２に設け
られた熱交換器３とを接続するメイン管路４には電磁弁
２４が設けられており、上記冷媒通路の入口と冷媒送出
ポンプ５とを接続するメイン管路４には電磁弁２５が設
けられている。

そして、メイン管路４により、シリンダヘッド１−電磁
弁２４−熱交換器３−タービン７−コンデンサ１〇−冷
媒送出ポンプ５−電磁弁２５−シリンダヘラ・ド１と接
続されたメイン回路が形成されている。

一方、上記熱交換器３の出口にはバイパス管路２６によ
りリザーバ２７が接続され、このリザーバ２７はバイパ
ス管路２６により電磁弁２８を介して、上記シリンダヘ
ッドｌと電磁弁２５との間のメイン管路４と接続されて
いる。このメ、イン管路４との接続部位近傍におけるバ
イパス管路２６には冷媒温センサ１７が設けられている
。上記のリザーバ２７はシリンダ状を成しており、内部
に設けられたピストン２７ａは引っ張りばね２７ｂにて
進出方向へ付勢される一方、熱交換器３側からの圧力が
加わったときには、引っ張りばね２７ｂの付勢力に抗し
て退行するようになっている。

以上の構成からなる回路には、作動流体として低沸点冷
媒が使用されている。

また、上記電磁弁２４・２５・２８及び冷媒温センサ１
７は制御ユニット１８と接続され、電磁弁２４・２５・
２８は制御ユニット１８にて開閉動作が制御されるよう
になっている。制御ユニット１８は、冷媒温センサ１７
によって検出される低沸点冷媒の温度がエンジンの暖機
完了か否かの判断基準となる基準温度よりも低いときに
、電磁弁２４・２５を閉成し、かつ電磁弁２８を開放す
る一方、上記検出温度が基準温度以上であるときに、電
磁弁２８を閉成し、かつ電磁弁２４・２５を開放する冷
媒温対応制御手段を備えている。尚、上記の基準温度は
１０℃程度に設定される。

本実施例では、冷間の始動時であって、冷媒温センサ１
７による検出温度が基準温度以下のときには、冷媒温対
応制御手段の制御により電磁弁２４・２５が閉成され、
かつ電磁弁２８が・開放される。また、リザーバ２７に
は熱交換器３側からの圧力がかかっておらず、ピストン
２７ａは引っ張りばね２７ｂにて引っ張られることによ
り進出状態となっている。これにより、リザーバ２７内
には液化した低沸点冷媒が溜まっている。ここで、エン
ジンの暖機が開始されると、排気ガスの熱により熱交換
器３にて低沸点冷媒が加熱され、蒸気化される。これに
より、熱交換器３の出口側の圧力が高くなってリザーバ
２７のピストン２７ａが徐々に退行し、リザーバ２７内
の低沸点冷媒がシリンダヘッド１へ戻される。このとき
、電磁弁２４・２５が閉成されているので低沸点冷媒の
流通経路が遮断され、低沸点冷媒の加熱が促進される。

即ち、エンジンの暖機が促進されると共に、ランキンサ
イクルの作動開始時間が短縮される。

一方、冷媒温センサエフによる検出温度が基準温度以上
となって暖機が完了したときには、冷媒温対応制御手段
の制御により電磁弁２８が閉成され、かつ電磁弁２４・
２５が開放される。これにより、シリンダヘッド１−電
磁弁２４−熱交換器３−タービン７−コンデンサ１〇−
冷媒送出ポンプ５−電磁弁２５−シリンダヘッド１と接
続されたメイン回路が形成され、タービン７を通じて動
力が取り出される。また、エンジン停止後、低沸点冷媒
の温度が下がって基準温度以下になると、上述の始動時
の状態に復帰する。

〔実施例４〕 本発明の第４実施例を第５図に基づいて説明する。シリ
ンダヘッド１の吸気側には、吸気管２９を接続したイン
テークマニホールド３０が設けられており、排気側には
、排気管２を接続したニゲシーストマニホールド３１が
設けられている。上記吸気管２９にはバイパス管路３２
を吸気管２９内に配することによって形成された熱交換
部３３が設けられている。一方、コンデンサ１０と冷媒
送出ポンプ５とを接続するメイン管路４には電磁弁３４
が設けられ、上記熱交換部３３と連通ずるバイパス管路
３２が電磁弁３４の両端に接続され、電磁弁３４と熱交
換部３３とが並列接続となっている。またコンデンサ１
０には電磁弁３６の設けられたバイパス管路３５が並列
に接続されている。これにより、シリンダヘッド１−熱
交換器３−タービン７−並列接続のコンデンサｌＯとバ
イパス管路３５−並列接続の電磁弁３４と熱交換部３３
−冷媒送出ポンブ５−シリンダヘッド１というように接
続された閉回路が形成される。

また、シリンダヘッドｌと熱交換器３との間のメイン管
路４には冷媒温センサ１７が設けられ、吸気管２９には
吸気温センサ３７が設けられている。そして、これら冷
媒温センサ１７、吸気温センサ３７及び上記ｉａ電磁弁
４・３６は制御ユニット１８と接続されている。この制
御ユニソ１−１８は、冷媒温センサ１７にて検出される
温度が低沸点冷媒の過熱状態であるか否かの判断基準と
なる冷媒基準温度以下のときに、電磁弁３４を開放する
一方、上記検出温度が冷媒基準温度以上のときに、電磁
弁３４を閉成する冷媒温対応制御手段と、吸気温センサ
３７にて検出される吸入空気の温度が高温か低温かの判
断基準となる吸気基準温度以下のときに、電磁弁３６を
開放する一方、上記検出温度が吸気基準温度以上のとき
に、電磁弁３６を閉成する吸気温対応制御手段とを備え
ている。

上記の構成において、夏季等、吸気温センサ３７によっ
て検出される吸入空気の温度が吸気基準温度よりも高く
、かつ冷媒温センサ１７によって検出される低沸点冷媒
の温度が冷媒基′！＄温度よりも高いときには、吸気温
対応制御手段の制御により電磁弁３６が閉成されると共
に、冷媒温対応制御手段の制御により電磁弁３４が閉成
される。これにより、シリンダヘッド１−熱交換器３−
タービン７−コンデンサ１〇−熱交換部３３−冷媒送出
ボンプ５−シリンダヘッド１と接続された閉回路が形成
される。この回路では、低沸゛点冷媒はコンデンサ１０
にて液化され、かつ高温のためにここで液化されなかっ
た低沸点冷媒は、熱交換部３３にて、吸気管２９を通じ
て吸入される吸入空気により冷却され、液化される。そ
して、シリンダヘッド１を介し、熱交換器３にて気化さ
れ、タービン７に供給される。

また、冬季等、吸入空気温が吸気基準温度よりも低いと
きには、吸気温対応制御手段の制御により電磁弁３６が
開放され、低沸点冷媒はバイパス管路３５を通る。この
ため、低沸点冷媒はコンデンサ１０にて冷却されず、そ
の温度は冷媒基準温度よりも高くなり、冷媒温対応制御
手段により電磁弁３４が閉成され、シリンダヘッドｌ−
熱交換器３−タービン７−バイパス管路３５−熱交換部
３３−冷媒送出ボンプ５−シリンダヘッド１となる閉回
路が形成される。この回路では、吸入空気が熱交換部３
３にて高温の低沸点冷媒により加熱される所謂吸気加熱
が行われ、燃料の気化が促進される。さらに、低沸点冷
媒をコンデンサ１０にて冷却しない構成であるため、エ
ンジンの暖機が促進されると共に、ランキンサイクルの
作動開始時間が短縮される。

また、低沸点冷媒の温度が冷媒基ｉ４！！温度以下のと
き、即ち低沸点冷媒の温度が適当なときには、冷媒温対
応制御手段の制御により電磁弁３４が開放され、この電
磁弁３４を主な通路とする回路が形成される。

〔実施例５〕 本発明の第５実施例を第６図に基づいて説明する。シリ
ンダヘッド１には低温側である吸気ボート回りの冷却を
行うための低温側冷媒通路３８と、高温側である排気ボ
ート回りの冷却を行うための高温側冷媒通路３９とが形
成されている。

上記の低温側冷媒通路３８側には、低温側冷媒通路３８
−タービン４０−コンデンサ４１−冷媒送出′ポンプ４
２−低温側冷媒通路３８へと接続された閉回路が形成さ
れている。この回路の冷媒としては、低温側冷媒通路３
８の冷却過程における受熱により充分に気化されるよう
な低沸点の低沸点冷媒が使用される。

一方、上記高温側冷媒通路３９の入口には冷媒噴射ノズ
ル４３が設けられ、この冷媒噴射ノズル４３はメイン管
路４により冷媒送出ポンプ４５と接続されている。また
、冷媒噴射ノズル４３と冷媒送出ポンプ４５との間のメ
イン管路４と、高温側冷媒通路３９の入口とは、電磁弁
４４の設けられたバイパス管路４８にて接続されている
。これにより、高温側冷媒通路３９側には、高温側冷媒
通路３９−熱交換器３−タービン４７−コンデンサ４６
−冷媒送出ポンプ４５−並列接続された冷媒噴射ノズル
４３とバイパス管路４８−高温側冷媒通路３９の順序に
接続された閉回路が形成されている。そして、上記ター
ビン４０・４７には発電機８が接続されている。この回
路の冷媒には、低温側冷媒通路３８例の回路に使用する
低沸点冷媒よりも沸点の高い低沸点冷媒が使用され、こ
の回路における低負荷時には高温側冷媒通路３９にて低
沸点冷媒を充分に蒸気化することができないため、上記
の如く、排気ガスの熱を利用する熱交換器３を設けてい
る。

また、上記電磁弁４４は制御ユニット１８と接続されて
おり、さらに、この制御ユニット１８には、負荷量検出
手段１９が接続されている。制御ユニット１８には、負
荷量検出手段１９にて検出された負荷量が高負荷か否か
の判断基準となる基準負荷量よりも大きいときに電磁弁
４４を閉成する一方、上記検出負荷量が基準負荷量より
も小さいときに電磁弁４４を開放する負荷量対応制御手
段を備えている。

上記の構成において、シリンダへラド１の吸気ボート回
りは低温側冷媒通路３８に供給された低沸点冷媒にて冷
却される一方、低沸点′冷媒は上記の冷却過程における
受熱により蒸気化されてタービン４０に供給される。こ
こで、負荷量検出手段１９にて検出される負荷量が基準
負荷量以下であれば、負荷量対応制御手段の制御により
電磁弁４４が開放される。これにより、高温側冷媒通路
３９へはバイパス管路４８を通じて低沸点冷媒が供給さ
れ、排気ボート回りが冷却される。一方、上記の検出負
荷量が基準負荷量以上であれば、電磁弁４４が閉成され
る。このときには、低沸点冷媒は熱交換器３における受
熱量が大きいために高圧蒸気となってタービン４７へ供
給され、コンデンサ４６にて液化され、冷媒噴射ノズル
４３から高温側冷媒通路３９内へ噴射される。そして、
霧状となった低沸点冷媒は高温側冷媒通路３９の潜熱を
奪って気化されると共に、排気ボート回りが冷却される
。

本実施例では、低沸点冷媒によるシリンダヘッド１の冷
却を２系統冷却とし、かつエンジンに加わる負荷量の大
小に対応した低沸点冷媒の供給を行っている。これによ
り、冷却効率と動力回収機能とを高めている。

（発明の効果〕 本発明のエンジンの廃熱エネルギー回収装置は、以上の
ように、低沸点冷媒を冷却媒体とすると共に、エンジン
のシリンダヘッドに形成された冷媒通路と、エンジンの
排気管に設けられ、上記冷却通路から流出する低沸点冷
媒と排気ガスとの熱交換を行う熱交換器と、熱交換器か
ら蒸気化されて流出する低沸点冷媒によって駆動される
動力回収手段と、動力回収手段から流出する低沸点冷媒
を液化する冷却手段と、冷却手段にて液化された低沸点
冷媒をシリンダヘッドの冷媒通路へ送出して循環させる
冷媒送出手段とを備えた構成である。即ち、低沸点冷媒
を冷却媒体とする独立した回路によりシリンダヘッドを
冷却し、この冷却によって加熱された低沸点冷媒にて動
力回収手段を駆動するようにしたものであるから、サイ
クルの作動開始までに要する時間が短縮されると共に、
シリンダヘッドを充分に冷却することができる等の効果
を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体構成図、第２図は
第１図のオイルパンの構成を示す説明図、第３図乃至第
６図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す全体構成図で
ある。 １はシリンダヘッド、２は排気管、３は熱交換器、４は
メイン管路、５・４２・４５は冷媒送出ポンプ（冷媒送
出手段）、７・４０・４７はタービン（動力回収手段）
、８は発電機、１０・４１・４６はコンデンサ（冷却手
段）、１７は冷媒温センサ、１８は制御ユニフト（冷媒
温対応制御手段、吸気温対応制御手段、負荷量対応制御
手段）、２７はリザーバ、２９は吸気管、３３は熱交換
部、３７は吸気温センサ、３日は低温側冷媒通路、３９
は高温側冷媒通路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、低沸点冷媒を冷却媒体とすると共に、エンジンのシ
   リンダヘッドに形成された冷媒通路と、エンジンの排気
   管に設けられ、上記冷却通路から流出する低沸点冷媒と
   排気ガスとの熱交換を行う熱交換器と、熱交換器から蒸
   気化されて流出する低沸点冷媒によって駆動される動力
   回収手段と、動力回収手段から流出する低沸点冷媒を液
   化する冷却手段と、冷却手段にて液化された低沸点冷媒
   をシリンダヘッドの冷媒通路へ送出して循環させる冷媒
   送出手段とを備えたことを特徴とするエンジンの廃熱エ
   ネルギー回収装置。