一种车辆用排热回收装置，ECU(20)在温度传感器(15)的检测值超过设定温度(T1)之后，对电磁阀(25)进行控制从而增大副端口(24)的开度并增加膨胀机(4)的吸入容积。ECU(20)对在锅炉(3)流通的制冷剂的质量流量进行调整，以使得在上限温度(T0)以下的条件下，压力传感器(16)的检测值尽可能地形成为接近上限压力(P0)的压力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆用排热回收装置，特别是涉及利用兰肯循环的车辆用排热回收装置。
技术介绍
应减少ニ氧化碳(CO2)排出量的社会要求，要求汽车等具有发动机的车辆提高燃料消耗率，以往开发有用于有效地利用已排出的由车辆生成的能量的技木。其中，存在利用兰肯循环的排热利用装置，该兰肯循环用于将从冷却水的热量、废气的热量等从发动机排出的热量变换为发电机等的动力。并且，兰肯循环构成为包括锅炉，其对兰肯循环的工作 流体亦即液相流体进行等压加热并产生过热蒸气；膨胀机，其使过热蒸气断热膨胀并获取动カ；冷凝器，其对经膨胀机膨胀后的蒸气进行等压冷却并使其液化；以及泵，其将液化了的液相流体输送到锅炉。作为这样现有的兰肯循环，日本特开2010-65587号公报记载有利用由膨胀机回收的排热的能量进行发动机的输出辅助的兰肯循环。一般地，兰肯循环进行如下控制由于工作流体的压カ越高效率越好，故通过对在锅炉流通的工作流体的质量流量进行调整，使从锅炉流出的工作流体的压カ处于高压极限(上限压力)附近。然而，由于发动机的转速与发动机的排热即由锅炉回收的热量的比值一般不是恒定的，因此例如在锅炉内的热量的回收相对于流入到锅炉的工作流体的质量流量过大而从锅炉流出的工作流体的温度上升的情况下，为了将工作流体的压カ设定在上限压カ以下，需要減少在锅炉流通的工作流体的质量流量并降低工作流体的密度、或者限制在锅炉的热交換量。其结果是，存在不能有效地利用发动机的排热、兰肯循环的热效率降低的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决这样的问题而形成的，其目的在于提供具备即使发动机的转速与排热量的比值发生变动，也能够抑制热效率降低的兰肯循环的车辆用排热回收装置。本专利技术所涉及的车辆用排热回收装置具备兰肯循环，其由下述部分构成，即输送工作流体的泵、使工作流体膨胀而获取机械能量的膨胀机、将从泵排出后的工作流体引导至膨胀机的高压路径、将从膨胀机排出后的工作流体引导至泵的低压路径、热交換器和冷凝器，热交換器设置于高压路径，利用车辆的发动机的排热对工作流体进行加热，冷凝器设置于低压路径，使膨胀后的工作流体冷凝；温度掌握机构，其对从热交換器流出的工作流体的温度进行掌握；压力掌握机构，其对从热交換器流出的工作流体的压カ进行掌握；以及吸入容积可变机构，其对膨胀机的吸入容积进行调整，膨胀机以能够传递动力的方式与发动机连结，对由温度掌握机构掌握的温度以及由压カ掌握机构掌握的压カ中的一方预先设定阀值，在该一方超过阀值的情况下，吸入容积可变机构増加膨胀机的吸入容积，并基于由温度掌握机构掌握的温度以及由压カ掌握机构掌握的压カ中的另一方来调整在热交换器流通的工作流体的流量。附图说明图I是本专利技术的实施方式I所涉及的车辆用排热回收装置的结构图。图2是在实施方式I所涉及的车辆用排热回收装置设置的膨胀机的膨胀机构部的俯视剖视图。图3是在实施方式I所涉及的车辆用排热回收装置设置的膨胀机的膨胀机构部的横向剖视图。图4是实施方式2所涉及的车辆用排热回收装置的结构图。图5A以及图5B是在实施方式3所涉及的车辆用排热回收装置设置的膨胀机的膨 胀机构部的横向剖视图。图6是在实施方式4所涉及的车辆用排热回收装置设置的膨胀机的膨胀机构部的横向剖视图。具体实施例方式以下，基于附图对本专利技术的实施方式进行说明。实施方式I如图I所示，本实施方式I所涉及的车辆用排热回收装置具备由泵2、锅炉3、作为涡旋膨胀机的膨胀机4、以及冷凝器5构成的兰肯循环I。锅炉3是使在兰肯循环I循环的制冷剂(工作流体)吸收车辆中的排热、例如对发动机6进行冷却后的冷却水7中所含热量的热交換器。泵2与膨胀机4共用相同的驱动轴8。在驱动轴8的一端设置带轮9，在该带轮9、与在发动机6的曲柄轴10设置的带轮11间架设皮带12。图2表示膨胀机4的膨胀机构部的俯视剖视图。在膨胀机构部内固定漩涡形状的固定涡管21，旋转涡管22被设置为与固定涡管21啮合且相对于固定涡管21能够旋转。当旋转涡管22进行旋转时，通过在局部与固定涡管21接触，从而在固定涡管21与旋转涡管22之间形成容积不同的多个膨胀空间(图2中，由符号31、32、33、34表示)。在膨胀机构部的中心部分设置有用于供制冷剂流入到膨胀机构部内的主端ロ 23。主端ロ 23与位于膨胀机构部的最中央部分的膨胀空间31直接连通。另外，在膨胀机构部设置有与膨胀空间31的旁边的膨胀空间32连通的副端ロ 24。如图3所示，设置有从与各膨胀空间的存在侧的相反一侧对副端ロ 24进行开闭的电磁阀25。当电磁阀25关闭副端ロ 24时，制冷剂仅经由主端ロ 23而仅流入到膨胀空间31。另ー方面，当电磁阀25打开副端ロ 24时，制冷剂经由主端ロ 23以及副端ロ 24而流入到膨胀空间31以及32两者。即，通过电磁阀25对副端ロ 24进行开闭，膨胀机4可改变在一定循环中吸入的制冷剂的容积，进而改变膨胀比。该吸入容积能够通过细微地调整副端ロ 24的开度(电磁阀25的位移)而连续地变化。此处，副端ロ 24以及电磁阀25构成对膨胀机4的吸入容积进行调整的吸入容积可变机构。如图I所示，在兰肯循环I设置有旁通通路13，该旁通通路13的高压路径侧端部13a位于泵2与锅炉3之间，并且低压路径侧端部13b位于冷凝器5与泵2之间。在旁通通路13设置有对在旁通通路13流通的制冷剂的流量进行调整的流量控制机构亦即流量控制阀14。另外，兰肯循环I在锅炉3与膨胀机4之间设置有对制冷剂的温度进行检测的温度掌握机构亦即温度传感器15、与对制冷剂的压力进行检测的压力掌握机构亦即压カ传感器16。流量控制阀14、温度传感器15、压カ传感器16、以及设置于膨胀机4的电磁阀25分别与车辆的控制装置亦即E⑶20电连接。E⑶20具有存储部20a，该存储部20a存储关于温度传感器15检测的温度的上限温度Ttl、作为阀值的设定温度T1、关于压カ传感器16检测的压カ的上限压カP。、以及作为阀值的设定压力Pi。此外，上限温度T。、设定温度T1、上限压カPo、以及设定压カP1分别是根据制冷剂的种类、兰肯循环的标准等而适当设定的值。另外，在存储部20a装入根据温度传感器15的检测值来确定吸入容积即与该吸入容积相当的电磁阀25的位移的设定表(map)。接着，对本实施方式I所涉及的车辆用排热回收装置的工作进行说明。如图I所示，当发动机6工作时,发动机6的动カ经由皮带12传递到驱动轴8,并对泵2进行驱动。从泵2排出的液体的制冷剂，利用锅炉3而与发动机6的冷却水7进行热交换而成为气体。成为气体的制冷剂被抽吸至膨胀机4并对膨胀机4进行驱动。利用膨胀机4而膨胀的制冷剂由冷凝器5冷却冷凝并被再次抽吸到泵2，由此在兰肯循环I中循环。 利用由膨胀机4产生的动カ，未图示的发电机被驱动并进行发电，由膨胀机4产生的动カ经由驱动轴8被传递到发动机6。制冷剂在兰肯循环I循环的过程中，温度传感器15以及压力传感器16分别对制冷剂的温度以及压カ进行检测，并将各自的检测值传送到E⑶20。只要由温度传感器15检测出的温度被在上限温度Ttl以下，E⑶20便基于压カ传感器16的检测值与在泵2流通的制冷剂的质量流量(由发动机6的转速算出)对流量控制阀14的开度进行调整，以此对在旁通通路13流通的制冷剂的质量流量进行调整。当对在旁通通路1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.03.25 JP 2011-067453;2011.06.02 JP 2011-124071.ー种车辆用排热回收装置，其特征在干， 所述车辆用排热回收装置具备 兰肯循环，其包括下述部分输送工作流体的泵、使工作流体膨胀而获取机械能量的膨胀机、将从所述泵排出后的工作流体引导至所述膨胀机的高压路径、将从所述膨胀机排出后的工作流体引导至所述泵的低压路径、热交換器以及冷凝器，所述热交換器设置于所述高压路径，利用车辆的发动机的排热对工作流体进行加热，所述冷凝器设置于所述低压路径，使膨胀后的工作流体冷凝； 温度掌握机构，其对从所述热交換器流出的工作流体的温度进行掌握； 压カ掌握机构，其对从所述热交換器流出的工作流体的压カ进行掌握；以及 吸入容积可变机构，其对所述膨胀机的吸入容积进行调整， 所述膨胀机以能够传递动力的方式与所述发动机连结，在由所述温度掌握机构掌握的温度以及由所述压カ掌握机构掌握的压カ中的一方预先设定有阀值，在该一方超过所述阀值的情况下，所述吸入容积可变机构増加所述膨胀机的吸入容积，并基于由所述温度掌握机构掌握的温度以及由所述压カ掌握机构掌握的压カ中的另一方来调整在所述热交換器流通的所述工作流体的流量。2.根据权利要求I所述的车辆用排热回收装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：森英文，井口雅夫，榎岛史修，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：
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