本發(fā)明涉及車輛用蘭肯循環(huán)系統(tǒng),尤其涉及蘭肯循環(huán)系統(tǒng)向車輛搭載的搭載構(gòu)造。
背景技術(shù):
專利文獻1公開了涉及搭載于車輛的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的技術(shù)。在該蘭肯循環(huán)系統(tǒng)中進行下述動作:通過發(fā)動機的廢熱使液相流體沸騰而變化為氣相流體,通過使氣相流體膨脹而作功,使膨脹后的氣相流體冷凝而返回成液相流體。
在先技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2015-94271號公報
專利文獻2:日本特開2002-316530號公報
專利文獻3:日本特開2011-189824號公報
發(fā)明所要解決的課題
如上述現(xiàn)有技術(shù)那樣,在將蘭肯循環(huán)系統(tǒng)搭載于車輛等移動體的情況下,因行駛風或氣壓變化等,包圍蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的周圍環(huán)境始終在變化。尤其是蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成零部件之一的氣液分離器不具有熱源,因此可能受到低溫環(huán)境較大的影響而散熱量增大。來自氣液分離器的散熱量增大時,積存于內(nèi)部的氣相流體(蒸氣)會發(fā)生冷凝。這種情況下,向膨脹機傳送的蒸氣量減少,因此系統(tǒng)的熱回收效率下降。在上述現(xiàn)有技術(shù)中,未進行用于抑制氣液分離器的溫度下降的考察,在提高蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的熱回收效率方面還有改善的空間。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明鑒于上述那樣的課題而作出,其目的在于提供一種能夠抑制氣液分離器的溫度下降而提高蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的熱回收效率的車輛用蘭肯循環(huán)系統(tǒng)。
用于解決課題的方案
第一發(fā)明涉及一種車輛用蘭肯循環(huán)系統(tǒng),其具備:
沸騰器,其向在內(nèi)燃機中循環(huán)的制冷劑賦予廢熱,使所述制冷劑蒸氣化;
氣液分離器,其將從所述沸騰器送出的氣液二相的制冷劑分離成氣相流體和液相流體;
過熱器,其通過使從所述氣液分離器送出的氣相流體與所述內(nèi)燃機的排氣進行熱交換而過熱;
膨脹機,其使通過了所述過熱器的氣相流體膨脹而回收熱能;及
冷凝器,其使通過了所述膨脹機的氣相流體冷凝而返回成液相流體,
所述車輛用蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的特征在于,
所述氣液分離器固定于所述內(nèi)燃機的氣缸蓋。
第二發(fā)明以第一發(fā)明為基礎(chǔ),其特征在于,
所述氣液分離器包含金屬制的托架而構(gòu)成,
所述氣液分離器經(jīng)由所述托架而固定于所述氣缸蓋。
第三發(fā)明以第一或第二發(fā)明為基礎(chǔ),其特征在于,
所述冷凝器相對于所述氣液分離器而配置在車輛前方側(cè),
在從正面觀察車輛時,所述氣液分離器配置于所述氣液分離器的一部分與所述冷凝器重疊的位置。
第四發(fā)明以第一至第三發(fā)明中任一發(fā)明為基礎(chǔ),其特征在于,
在所述內(nèi)燃機直列地排列設(shè)置有多個氣缸,
所述氣液分離器相對于包含所述氣缸的中心軸且與所述氣缸的列方向平行的面而固定于排氣側(cè)。
第五發(fā)明以第一至第四發(fā)明中任一發(fā)明為基礎(chǔ),其特征在于,
所述車輛用蘭肯循環(huán)系統(tǒng)還具備將所述過熱器及所述氣液分離器一體地覆蓋的保溫槽。
發(fā)明效果
根據(jù)第一發(fā)明,由于氣液分離器固定于氣缸蓋,因此氣缸蓋的熱量高效率地向氣液分離器傳遞。因此,根據(jù)本發(fā)明,能夠抑制氣液分離器的溫度下降,故能夠抑制蘭肯循環(huán)的效率下降。
根據(jù)第二發(fā)明,氣液分離器經(jīng)由金屬制的托架而固定于氣缸蓋。因此,根據(jù)第二發(fā)明,能夠?qū)庖悍蛛x器可靠地固定于氣缸蓋,并且能夠經(jīng)由托架將氣缸蓋的熱量高效率地向氣液分離器傳遞。
根據(jù)第三發(fā)明,朝向氣液分離器流動的行駛風的一部分被冷凝器遮擋。因此,根據(jù)本發(fā)明,能抑制氣液分離器的散熱,因此能夠抑制蘭肯循環(huán)的效率下降。
根據(jù)第四發(fā)明,氣液分離器通過排氣側(cè)的排氣熱而保持為高溫,因此能夠有效地抑制從氣液分離器的散熱。
根據(jù)第五發(fā)明,能夠通過保溫槽將氣液分離器的周圍維持成高溫,因此能夠有效地抑制從氣液分離器的散熱。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是用于說明氣液分離器的固定構(gòu)造的示意圖。
圖3是用于說明氣液分離器相對于臥式發(fā)動機的最佳的位置關(guān)系的圖。
圖4是用于說明氣液分離器相對于臥式發(fā)動機的最佳的位置關(guān)系的圖。
圖5是用于說明氣液分離器相對于立式發(fā)動機的最佳的位置關(guān)系的圖。
圖6是用于說明氣液分離器相對于凝汽器的位置關(guān)系的圖。
圖7是用于說明本發(fā)明的實施方式2的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)中的氣液分離器的固定構(gòu)造的示意圖。
圖8是用于說明本發(fā)明的實施方式3的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)中的氣液分離器的固定構(gòu)造的示意圖。
圖9是用于說明本發(fā)明的實施方式3的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)中的氣液分離器的固定構(gòu)造的示意圖。
圖10是用于說明本發(fā)明的實施方式4的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)中的氣液分離器的固定構(gòu)造的示意圖。
圖11是用于說明本發(fā)明的實施方式4的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)中的氣液分離器的固定構(gòu)造的示意圖。
圖12是用于說明本發(fā)明的實施方式5的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)中的氣液分離器的固定構(gòu)造的示意圖。
圖13是用于說明本發(fā)明的實施方式5的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)中的氣液分離器的固定構(gòu)造的示意圖。
圖14是用于說明托架6a的形狀的圖。
圖15是用于說明托架6b的形狀的圖。
圖16是表示本發(fā)明的實施方式6的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
符號說明
2a、2b;4a、4b;6a、6b;163 托架
10 發(fā)動機
12 制冷劑流路
14、18、28、32、36、42、46 制冷劑管
16、160、162 氣液分離器
22 排氣通路
24 催化劑
26 排氣歧管
30 過熱器
34 渦輪(膨脹機)
40 凝汽器(冷凝器)
50 保溫槽
61a、61b 沖裁部
100、110、120、130、140、150 蘭肯循環(huán)系統(tǒng)
101 氣缸蓋
102 氣缸體
103 變速器
104 氣缸
121 出口端口
161、164 入口端口
具體實施方式
以下,參照附圖說明本發(fā)明的實施方式。對于在各圖中通用的零部件標注同一符號而省略重復(fù)的說明。需要說明的是,在以下所示的實施方式中提及各零部件的個數(shù)、數(shù)量、量、范圍等數(shù)字的情況下,除了特別明示的情況和在原理上明確地確定為該數(shù)字的情況之外,沒有將本發(fā)明限定為該提及的數(shù)字。而且,以下所示的實施方式中說明的構(gòu)造除了特別明示的情況和在原理上明確地確定為此的情況之外,本發(fā)明并非必須如此。
實施方式1.
1.蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
圖1是表示實施方式1的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)的圖。實施方式1的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100作為包含內(nèi)燃機(發(fā)動機)10并搭載于車輛的車輛用蘭肯循環(huán)系統(tǒng)而構(gòu)成。發(fā)動機10的類別、構(gòu)造沒有限定。但是,在發(fā)動機10的氣缸體及氣缸蓋上形成有供在發(fā)動機10中循環(huán)的制冷劑流動的制冷劑流路12。制冷劑流路12包括將氣缸的周圍包圍的水套。發(fā)動機10通過與在制冷劑流路12中流動的制冷劑進行熱交換而被冷卻。在本實施方式中,使用水作為制冷劑。
發(fā)動機10通過發(fā)動機10的廢熱使在制冷劑流路12內(nèi)流通的制冷劑沸騰并使其一部分發(fā)生蒸氣化來進行冷卻。即,制冷劑流路12作為通過發(fā)動機10的熱量使在其內(nèi)部流動的液相的制冷劑沸騰的沸騰器發(fā)揮功能。需要說明的是,制冷劑流路12只要是能夠流通發(fā)動機10的內(nèi)部的通路即可,其結(jié)構(gòu)沒有特別限定。而且,流通于制冷劑流路12的制冷劑只要在常溫下為液相流體,并通過發(fā)動機10的熱量發(fā)生沸騰而變化為氣相流體即可,沒有限定為水。
發(fā)動機10的制冷劑流路12經(jīng)由制冷劑管14而與氣液分離器16連接。當制冷劑通過發(fā)動機10的熱量而沸騰時,液相流體與氣相流體一起從制冷劑流路12噴出。氣液分離器16將流入到氣液分離器16內(nèi)的氣液二相的制冷劑分離成液相流體和氣相流體。氣液分離器16經(jīng)由制冷劑管18而與第一水泵20連接。由氣液分離器16分離后的液相流體經(jīng)由制冷劑管18向第一水泵20流入,并由第一水泵20向制冷劑流路12輸送。
氣液分離器16經(jīng)由制冷劑管28而與過熱器30連接。過熱器30在發(fā)動機10的排氣通路22中設(shè)置于催化劑24的上游。更詳細而言,過熱器30以包覆排氣歧管26的周圍的方式設(shè)置,并與排氣歧管26一體化。由過熱器30的內(nèi)壁面和排氣歧管26的外壁面圍成的空間成為從氣液分離器16輸送的氣相流體流動的流路。在氣液分離器16中,氣相流體與液相流體共存,因此氣相流體成為飽和蒸氣。進入過熱器30的氣相流體通過吸收從排氣歧管26的壁面?zhèn)鱽淼呐艢鉄岫蔀檫^熱蒸氣。需要說明的是,過熱器30不是必須與排氣歧管26一體化,只要是能夠吸收排氣熱的結(jié)構(gòu),則也可以與排氣通路22的其他部位(例如催化劑24)一體化。
過熱器30經(jīng)由制冷劑管32而與作為膨脹機的渦輪34連接。在渦輪34中,使從過熱器30輸送來的氣相流體(過熱蒸氣)膨脹而進行熱能的回收。在制冷劑管32與渦輪34的連接部設(shè)有未圖示的超音速噴嘴。氣相流體從超音速噴嘴向渦輪34噴附而使渦輪34旋轉(zhuǎn)。渦輪34的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由未圖示的減速機向發(fā)動機10的輸出軸傳遞。即,由渦輪34回收的熱能用于輔助發(fā)動機10。但是,也可以通過渦輪34對發(fā)電機進行驅(qū)動,并將產(chǎn)生的電力蓄積于蓄電池。
通過渦輪34膨脹的氣相流體經(jīng)由制冷劑管36向凝汽器(冷凝器)40輸送。輸送到凝汽器40的氣相流體由凝汽器40冷卻而冷凝,返回成液相流體。通過氣相流體的冷凝而產(chǎn)生的液相流體從凝汽器40經(jīng)由制冷劑管42向捕集罐(catch tank)44輸送,暫時積存于捕集罐44。捕集罐44經(jīng)由制冷劑管46而與氣液分離器16連接。在制冷劑管46設(shè)有第二水泵48。第二水泵48是用于將積存于捕集罐44的液相流體向氣液分離器16輸送的泵。在第二水泵48與氣液分離器16之間設(shè)有防止液相流體從氣液分離器16側(cè)向捕集罐44側(cè)逆流的未圖示的止回閥。需要說明的是,制冷劑管46可以是將捕集罐44與制冷劑管18的中途之間連接的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),通過驅(qū)動第二水泵48,將積存于捕集罐44的液相流體向氣液分離器16及發(fā)動機10輸送。
此外,蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100具備作為控制裝置的ECU(Electronic Control Unit,電子控制單元)70。ECU70至少具備輸入輸出接口、存儲器、以及運算處理裝置(CPU)。輸入輸出接口是為了從安裝在蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100上或安裝在搭載有該蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100的發(fā)動機10上的各種傳感器取入傳感器信號,并對蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100具備的各種致動器輸出操作信號而設(shè)置。在存儲器存儲有各種控制程序及映射等。CPU從存儲器讀出控制程序等并執(zhí)行,基于取入的傳感器信號而生成各種致動器的操作信號。
2.蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的車輛搭載構(gòu)造
蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100搭載在用于收納發(fā)動機10的車輛的發(fā)動機室內(nèi)。由于發(fā)動機室內(nèi)的搭載空間有限,因此在配置蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100的各構(gòu)成零部件時,會產(chǎn)生各種制約。而且,由于蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100的構(gòu)成零部件之一的氣液分離器16不具有熱源,因此容易受到周圍溫度的影響。因此,當將氣液分離器16配置于低溫的區(qū)域時,會因來自氣液分離器16的散熱而使內(nèi)部的氣相流體(蒸氣)的冷凝進展。因此,本申請的發(fā)明者為了抑制由來自氣液分離器16的散熱引起的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100的熱回收效率的下降,對氣液分離器16的車輛搭載構(gòu)造反復(fù)地進行了仔細研究。其結(jié)果是,本申請的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了以下說明的氣液分離器16的車輛搭載構(gòu)造。
2-1.氣液分離器的固定構(gòu)造
圖2是用于說明氣液分離器的固定構(gòu)造的示意圖。需要說明的是,圖中(A)示出該蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的車輛俯視的圖,圖中(B)示出搭載于車輛的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的正面觀察車輛時的圖。而且,在圖2中,省略表示蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100的主要的構(gòu)成零部件以外的結(jié)構(gòu)。如圖2所示,蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100搭載于車輛的發(fā)動機室1內(nèi)。發(fā)動機10搭載于在發(fā)動機室1內(nèi)設(shè)置的發(fā)動機安裝件上(未圖示)。氣液分離器16經(jīng)由托架2a、2b而固定于發(fā)動機10。更詳細而言,托架2a的一端固定于氣液分離器16的上部,另一端固定于發(fā)動機10的氣缸蓋101的上表面。而且,托架2b的一端固定于氣液分離器16的下部,另一端固定于發(fā)動機10的氣缸體102的側(cè)面。需要說明的是,托架2a、2b是對金屬制的板材進行加工而形成的結(jié)構(gòu),并成為能確保為了固定氣液分離器16而所需的強度的形狀。而且,托架2a、2b與發(fā)動機10之間的固定、及托架2a、2b與氣液分離器16之間的固定分別使用多個螺栓。
根據(jù)上述的氣液分離器16的固定構(gòu)造,氣液分離器16經(jīng)由金屬制的托架2a、2b而固定于發(fā)動機10。由此,由發(fā)動機10產(chǎn)生的熱量經(jīng)由托架2a、2b向氣液分離器16傳遞。氣液分離器16通過來自發(fā)動機10的受熱而能夠抑制由溫度下降引起的蒸氣的冷凝,因此能抑制蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100的熱回收效率的下降。
需要說明的是,托架若至少包含將氣液分離器16固定于氣缸蓋101的托架2a,則能夠?qū)⒏邷氐臍飧?04附近的熱量向氣液分離器16高效率地傳遞。因此,托架只要至少包含托架2a即可,是否需要包含托架2b在內(nèi)的其他托架及固定構(gòu)造不受限定。而且,托架2a、2b的材質(zhì)并不局限于金屬,但是優(yōu)選導熱率高且強度高的材質(zhì)。
2-2.氣液分離器的配置
如上所述,經(jīng)由托架2a、2b而將氣液分離器16固定于發(fā)動機10,由此能夠抑制氣液分離器16的溫度下降,但是通過氣液分離器16的配置能夠進一步抑制溫度下降。以下,將焦點放在氣液分離器16與其他構(gòu)成零部件的位置關(guān)系上來說明用于進一步提高蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100的熱回收效率的構(gòu)造。
2-2-1.氣液分離器與發(fā)動機的位置關(guān)系
圖2(A)中的S1表示包含氣缸104的中心軸L1、且與沿著氣缸體102的長度方向串聯(lián)設(shè)置的多個氣缸104的列方向平行的面。而且,圖2(B)中的S2表示氣缸蓋101的與氣缸體102的對合面。需要說明的是,在以下的說明中,“排氣側(cè)”是指相對于面S1設(shè)有發(fā)動機10的排氣通路22的排氣側(cè),“進氣側(cè)”是指相對于面S1設(shè)有發(fā)動機10的未圖示的進氣通路的進氣側(cè)。
在圖2所示的固定構(gòu)造中,變速器103固定于氣缸體102的側(cè)面。氣液分離器16配置于變速器103的上方的排氣側(cè)(即發(fā)動機10的排氣通路22一側(cè))的空間。發(fā)動機10的排氣側(cè)的區(qū)域由于排氣熱的影響而與發(fā)動機10的進氣側(cè)相比成為高溫。因此,根據(jù)圖2所示的氣液分離器16的配置,在發(fā)動機室1內(nèi)能夠?qū)庖悍蛛x器16配置于高溫的區(qū)域,因此能有效地抑制氣液分離器16的溫度下降。
另外,在圖2所示的固定構(gòu)造中,氣液分離器16相對于面S2而配置在發(fā)動機10的氣缸蓋101一側(cè)。在車輛的發(fā)動機室1的內(nèi)部,越靠向上方,溫度越高。因此,根據(jù)圖2所示的氣液分離器16的配置,在發(fā)動機室1內(nèi)能夠?qū)庖悍蛛x器16配置在高溫的區(qū)域,因此能有效地抑制氣液分離器16的溫度下降。
另外,在圖2所示的固定構(gòu)造中,氣液分離器16配置在過熱器30的附近,因此能夠縮短制冷劑管28的配管長度。由此,能夠抑制從制冷劑管28的散熱,因此能夠進一步提高蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100的熱回收效率。
圖3至圖5按照發(fā)動機的種類而示出氣液分離器16相對于發(fā)動機10的配置的具體例。需要說明的是,在各個圖中,示出從配置P1至配置P6這6種位置來作為氣液分離器16的配置的例子。更詳細而言,配置P1及配置P2是相對于發(fā)動機10成為變速器103的相反側(cè)的位置,配置P1表示進氣側(cè)的位置,配置P2表示排氣側(cè)的位置。配置P3及配置P4是發(fā)動機10的上方的位置,配置P3表示進氣側(cè)的位置,配置P4表示排氣側(cè)的位置。而且,配置P5及配置P6是變速器103的上方的位置,配置P5表示進氣側(cè)的位置,配置P6表示排氣側(cè)的位置。
圖3及圖4是用于說明氣液分離器相對于臥式發(fā)動機的良好的位置關(guān)系的圖。需要說明的是,在此所說的臥式發(fā)動機是指以氣缸104的列方向垂直于車輛的行進方向的方式配置的發(fā)動機。而且,圖3是車輛的前方側(cè)成為排氣側(cè)的配置的例子,圖4是車輛的后方側(cè)成為排氣側(cè)的配置的例子。
在發(fā)動機10為臥式發(fā)動機的情況下,如圖3及圖4所示,氣液分離器16優(yōu)選配置成相對于發(fā)動機10的面S1而成為排氣側(cè)的配置P2、配置P4或配置P6。尤其是,氣液分離器16優(yōu)選配置成能夠積極地接受排氣歧管26或過熱器30的熱量的配置P4。
圖5是用于說明氣液分離器相對于立式發(fā)動機的最佳的位置關(guān)系的圖。需要說明的是,在此所說的立式發(fā)動機是指以氣缸104的列方向平行于車輛的行進方向的方式配置的發(fā)動機。即使在發(fā)動機10為立式發(fā)動機的情況下,也與臥式發(fā)動機的情況同樣,氣液分離器16優(yōu)選配置成相對于發(fā)動機10的面S1成為排氣側(cè)的配置P2、配置P4或配置P6,更優(yōu)選能夠積極地接受排氣歧管26或過熱器30的熱量的配置P4。
2-2-2.氣液分離器與凝汽器的位置關(guān)系
圖6是用于說明氣液分離器相對于凝汽器的位置關(guān)系的圖。需要說明的是,圖6中的(A)示出從車輛的側(cè)面?zhèn)仁疽庑缘赝敢暳税l(fā)動機室1內(nèi)的圖,圖6中的(B)示出在(A)中的B方向即正面觀察車輛時,示意性地透視了發(fā)動機室1的內(nèi)部的圖。
如圖6中的(A)所示,凝汽器40相對于氣液分離器16配置在車輛前方側(cè),在更靠前方配置有用于將行駛風向發(fā)動機室1內(nèi)取入的格柵3。而且,如圖6中的(B)所示,在從正面觀察車輛時,氣液分離器16配置于氣液分離器16的一部分與凝汽器40重疊的位置。根據(jù)圖6所示的氣液分離器16的配置,對氣液分離器16的周圍進行噴吹的來自格柵3的行駛風的一部分被凝汽器40遮擋。由此,能夠減少由行駛風引起的氣液分離器16的溫度下降。
需要說明的是,在上述的例子中,在從正面觀察車輛時,氣液分離器16的下部與凝汽器40重疊,但是氣液分離器16與凝汽器40的位置關(guān)系并不局限于此。即,在從正面觀察車輛時,氣液分離器16的至少一部分與凝汽器40重疊即可,由此能夠減少由行駛風引起的氣液分離器16的溫度下降。
實施方式2.
接下來,說明實施方式2的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)110。圖7是用于說明實施方式2的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)110中的氣液分離器16的固定構(gòu)造的示意圖。需要說明的是,圖中(A)示出該蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的車輛俯視的圖,圖中(B)示出搭載于車輛的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的從正面觀察車輛時的圖。而且,在圖7中,對于與圖2所示的實施方式1的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100通用的零部件標注同一符號。
在實施方式2的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)110中,氣液分離器16配置在發(fā)動機10的排氣側(cè)的上方的區(qū)域且在車輛俯視下與過熱器30或排氣歧管26重疊的位置。氣液分離器16經(jīng)由托架4a、4b而固定于發(fā)動機10。托架4a、4b分別固定于氣缸蓋101的上表面,以從該上表面沿著排氣側(cè)的水平方向突出的方式配置。氣液分離器16由上述的托架4a、4b夾持并固定,由此過熱器30的上表面由氣液分離器16及托架4a、4b覆蓋。需要說明的是,托架4a、4b是對金屬制的板材進行加工而形成的結(jié)構(gòu),成為能確保為了固定氣液分離器16所需的強度的形狀。而且,托架4a、4b與發(fā)動機10之間的固定、及托架4a、4b與氣液分離器16之間的固定分別通過多個螺栓來固定。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),托架4a、4b作為高效率地接受過熱器30的熱量并向氣液分離器16傳遞的熱傳遞構(gòu)件發(fā)揮功能。由此,氣液分離器16能夠高效率地接受過熱器30的熱量,因此能抑制溫度下降。
然而,在實施方式2的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)110中,對托架4a、4b的形狀沒有限定,托架4a、4b只要是至少覆蓋過熱器30或排氣歧管26的上表面?zhèn)鹊男螤罴纯?。而且,托?a、4b的材質(zhì)并不局限于金屬,但是優(yōu)選導熱率高且強度高的材質(zhì)。
實施方式3.
接下來,說明實施方式3的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)120。實施方式3的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)120在氣缸蓋101與氣液分離器160一體構(gòu)成的構(gòu)造上具有特征。圖8及圖9是用于說明實施方式3的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)120中的氣液分離器的固定構(gòu)造的示意圖。需要說明的是,圖8示出從排氣側(cè)觀察氣液分離器160與氣缸蓋101一體化的狀態(tài)的圖,圖9示出從進氣側(cè)觀察氣液分離器160與氣缸蓋101分解的狀態(tài)的圖。
如這些圖所示,在氣液分離器160設(shè)有制冷劑的入口端口161。入口端口161用于將從發(fā)動機10的制冷劑流路12導出的制冷劑向氣液分離器160引導。氣液分離器160的入口端口161通過焊接等而接合于氣缸蓋101的制冷劑流路12的出口端口121,由此實現(xiàn)氣液分離器16與氣缸蓋101的一體化。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),由于氣液分離器160與氣缸蓋101一體地固定,因此通過來自氣缸蓋101的傳熱的作用能抑制溫度下降。而且,通過氣液分離器160與氣缸蓋101一體化,能夠提高熱傳遞性并削減制冷劑管或托架等部件。
實施方式4.
接下來,說明實施方式4的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)130。實施方式4的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)130在用于向氣缸蓋安裝氣液分離器162的托架163與氣液分離器162一體構(gòu)成的點上具有特征。圖10及圖11是用于說明實施方式4的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)130中的氣液分離器162的固定構(gòu)造的示意圖。需要說明的是,圖10示出從進氣側(cè)觀察在氣缸蓋101安裝有氣液分離器162的狀態(tài)的立體圖,圖11示出從排氣側(cè)觀察在氣缸蓋101安裝有氣液分離器162的狀態(tài)的立體圖。
如這些圖所示,在氣液分離器162上一體地設(shè)置托架163。托架163的一端側(cè)通過焊接等而直接接合于氣液分離器162的主體,另一端側(cè)通過螺栓等而固定于氣缸蓋101的側(cè)面。而且,在氣液分離器162設(shè)有制冷劑的入口端口164。入口端口164與氣缸蓋101的制冷劑流路12的出口端口(未圖示)連接。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),由于氣液分離器162固定于氣缸蓋101,因此通過來自氣缸蓋101的傳熱的作用能抑制溫度下降。而且,通過托架163與氣液分離器162一體化,能夠提高熱傳遞性并削減部件個數(shù)。
實施方式5.
接下來,說明實施方式5的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)140。實施方式5的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)140在氣液分離器16的配置及托架6a、6b的沖裁形狀上具有特征。圖12及圖13是用于說明實施方式5的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)140中的氣液分離器16的固定構(gòu)造的示意圖。需要說明的是,圖12示出從排氣側(cè)觀察將氣液分離器16安裝于發(fā)動機10的狀態(tài)的立體圖。而且,圖13示出省略了圖12中的氣液分離器16的圖示的圖。而且,在圖12及圖13中,對于與圖2所示的實施方式1的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)100通用的零部件標注同一符號。
如這些圖所示,氣液分離器16配置于在俯視車的情況下與過熱器30及排氣歧管26不重疊的位置,即從過熱器30及排氣歧管26沿水平方向分離的位置。在氣液分離器16的固定中使用托架6a及6b。托架6a的一端固定在氣液分離器16的上下方向中間部附近,另一端固定于發(fā)動機10的氣缸蓋101的上表面。而且,托架6b的一端固定于氣液分離器16的下部,另一端固定于發(fā)動機10的氣缸體102的側(cè)面。
圖14是用于說明托架6a的形狀的圖。而且,圖15是用于說明托架6b的形狀的圖。如圖14所示,在托架6a設(shè)有多個沖裁部61a。而且,同樣,在托架6b設(shè)有多個沖裁部61b。需要說明的是,沖裁部61a、61b的形狀及個數(shù)只要是能夠確保用于固定氣液分離器16的強度的范圍內(nèi)即可,沒有特別限定。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),發(fā)動機10的熱量經(jīng)由托架6a、6b向氣液分離器16傳遞。但是,由于氣液分離器16配置在從過熱器30及排氣歧管26分離的位置,因此,因行駛風等的影響而從發(fā)動機10傳遞的托架6a、6b的熱量的向周圍的散熱可能變大。根據(jù)上述托架6a、6b的構(gòu)造,通過設(shè)置沖裁部61a、61b而使托架6a、6b的表面積減小,因此能有效地抑制由從托架6a、6b的散熱而引起的氣液分離器16的溫度下降。
實施方式6.
圖16是表示實施方式6的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)150的結(jié)構(gòu)的圖。需要說明的是,圖中(A)示出該蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的車輛俯視的圖,圖中(B)示出搭載于車輛的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)的從正面觀察車輛時的圖。而且,在圖16中,對于與圖7所示的實施方式2的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)110通用的零部件標注同一符號。
實施方式6的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)150與圖7所示的實施方式2的蘭肯循環(huán)系統(tǒng)110同樣,氣液分離器16配置于發(fā)動機10的排氣側(cè)的上方的區(qū)域且在車輛俯視下與過熱器30或排氣歧管26重疊的位置。并且,以至少覆蓋氣液分離器16和過熱器30的方式設(shè)置保溫槽50。保溫槽50是用于限制熱量的出入而對槽內(nèi)部進行保溫的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu),通過保溫槽50的保溫功能來抑制配置于內(nèi)部的氣液分離器16的溫度下降。而且,氣液分離器16配置在過熱器30的正上方,由此氣液分離器16與過熱器30的距離縮短,能夠由容量比較小的保溫槽50將它們覆蓋。由此,能夠減小保溫槽50的熱容量,因此保溫效果得以提高。