JP2001073754A - 排気ガスエネルギを回収する熱交換器 - Google Patents
排気ガスエネルギを回収する熱交換器Info
- Publication number
- JP2001073754A JP2001073754A JP25395099A JP25395099A JP2001073754A JP 2001073754 A JP2001073754 A JP 2001073754A JP 25395099 A JP25395099 A JP 25395099A JP 25395099 A JP25395099 A JP 25395099A JP 2001073754 A JP2001073754 A JP 2001073754A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- passage
- steam
- water
- heat exchanger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 238000010795 Steam Flooding Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
- F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B27/00—Instantaneous or flash steam boilers
- F22B27/16—Instantaneous or flash steam boilers involving spray nozzles for sprinkling or injecting water particles on to or into hot heat-exchange elements, e.g. into tubes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
- F28D21/001—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases for thermal power plants or industrial processes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
- F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/0205—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust using heat exchangers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2215/00—Fins
- F28F2215/08—Fins with openings, e.g. louvers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Geometry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 この熱交換器は，排気ガス通路を流れる排気
ガスの圧縮して流速増大，断熱膨張及び衝突による壁面
剥離によって水・蒸気通路へ効率的に熱伝達し，排気ガ
スエネルギを蒸気エネルギに効率的に且つ迅速に変換さ
せる。 【解決手段】 この熱交換器は，水噴射ノズル７が設け
られた水・蒸気通路３を形成する内筒体１，及び内筒体
１の外周側に配置された排気ガス通路４を形成する外筒
体２から成る。水・蒸気通路３は，金属製平板にコルゲ
ート状金属板を接合して渦巻き状に巻き込んで筒状構造
に形成されている。排気ガス通路４は，内筒体１の外周
面に長手方向に隔置して配置された通孔１２を備えた円
板１３が配置されている。通孔１２が絞り通路を形成
し，排気ガスＥが円板１３に衝突するように通孔１２が
隣接する円板１３の間で互いにオフセットしている。
ガスの圧縮して流速増大，断熱膨張及び衝突による壁面
剥離によって水・蒸気通路へ効率的に熱伝達し，排気ガ
スエネルギを蒸気エネルギに効率的に且つ迅速に変換さ
せる。 【解決手段】 この熱交換器は，水噴射ノズル７が設け
られた水・蒸気通路３を形成する内筒体１，及び内筒体
１の外周側に配置された排気ガス通路４を形成する外筒
体２から成る。水・蒸気通路３は，金属製平板にコルゲ
ート状金属板を接合して渦巻き状に巻き込んで筒状構造
に形成されている。排気ガス通路４は，内筒体１の外周
面に長手方向に隔置して配置された通孔１２を備えた円
板１３が配置されている。通孔１２が絞り通路を形成
し，排気ガスＥが円板１３に衝突するように通孔１２が
隣接する円板１３の間で互いにオフセットしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，例えば，燃焼室
から排出される排気ガスが流れる排気管に設けられ，排
気ガスが持つ熱エネルギによって噴射された水が蒸気に
気化されるものであり，排気ガスエネルギを蒸気エネル
ギとして回収する熱交換器に関する。
から排出される排気ガスが流れる排気管に設けられ，排
気ガスが持つ熱エネルギによって噴射された水が蒸気に
気化されるものであり，排気ガスエネルギを蒸気エネル
ギとして回収する熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，セラミックエンジン等の遮熱型エ
ンジンでは，排気ガスの熱エネルギが大きいので，エン
ジンの出力を向上させるため，排気管にターボチャージ
ャ，エネルギ回収タービン等を取り付け，排気ガスエネ
ルギを動力に変換するのが一般的である。また，排気通
路に配置した熱交換器によって燃焼室から排出される排
気ガスが有する熱エネルギを蒸気エネルギに変換し，蒸
気エネルギによって蒸気タービンやコンプレッサを駆動
して排気ガスの熱エネルギを回収するセラミックエンジ
ンが知られている（例えば，特開平１０−２９９５７４
号公報参照）。
ンジンでは，排気ガスの熱エネルギが大きいので，エン
ジンの出力を向上させるため，排気管にターボチャージ
ャ，エネルギ回収タービン等を取り付け，排気ガスエネ
ルギを動力に変換するのが一般的である。また，排気通
路に配置した熱交換器によって燃焼室から排出される排
気ガスが有する熱エネルギを蒸気エネルギに変換し，蒸
気エネルギによって蒸気タービンやコンプレッサを駆動
して排気ガスの熱エネルギを回収するセラミックエンジ
ンが知られている（例えば，特開平１０−２９９５７４
号公報参照）。
【０００３】また，コージェネレーションシステムとし
て，特開平６−３３７０７号公報に開示されたものがあ
る。該コージェネレーションシステムは，排気ガスエネ
ルギで蒸気を発生させ，該蒸気エネルギを電気エネルギ
として回収して熱効率を向上させたものであり，エンジ
ンからの排気ガスによってターボチャージャを駆動し，
該ターボチャージャからの排気ガスで発電機を備えたエ
ネルギ回収装置を駆動する。エネルギ回収装置からの排
気ガスの熱エネルギを第１熱交換器で蒸気に変換し，該
蒸気によって蒸気タービンを駆動して電気エネルギとし
て回収する。更に，該システムは，第２熱交換器によっ
て蒸気タービンから排出される蒸気で温水を発生させ，
該温水を給湯用に利用する。
て，特開平６−３３７０７号公報に開示されたものがあ
る。該コージェネレーションシステムは，排気ガスエネ
ルギで蒸気を発生させ，該蒸気エネルギを電気エネルギ
として回収して熱効率を向上させたものであり，エンジ
ンからの排気ガスによってターボチャージャを駆動し，
該ターボチャージャからの排気ガスで発電機を備えたエ
ネルギ回収装置を駆動する。エネルギ回収装置からの排
気ガスの熱エネルギを第１熱交換器で蒸気に変換し，該
蒸気によって蒸気タービンを駆動して電気エネルギとし
て回収する。更に，該システムは，第２熱交換器によっ
て蒸気タービンから排出される蒸気で温水を発生させ，
該温水を給湯用に利用する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，排気ガ
スエネルギを動力に変換するターボチャージャやエネル
ギ回収タービンでは，排気ガスエネルギを回収した後で
も排気ガス温度は高く，熱エネルギが残っており，十分
な回収効率を上げることができないのが現状である。ま
た，上記のような遮熱形エンジンでは，燃焼室を遮熱構
造に構成し，ターボチャージャとエネルギ回収タービン
とを排気管に直列に配置しており，ピストンの排気行程
に大きな背圧即ち排気の吐き出しに対向する圧力がかか
り，即ち，排気ガスに吐き出し圧力が必要であり，マイ
ナス（負）の仕事が強いられる。しかしながら，燃焼室
から排出される排気ガスは，圧力のみでなく，熱エネル
ギを有しているので，排気ガスから熱エネルギを有効に
回収することを考慮する必要がある。
スエネルギを動力に変換するターボチャージャやエネル
ギ回収タービンでは，排気ガスエネルギを回収した後で
も排気ガス温度は高く，熱エネルギが残っており，十分
な回収効率を上げることができないのが現状である。ま
た，上記のような遮熱形エンジンでは，燃焼室を遮熱構
造に構成し，ターボチャージャとエネルギ回収タービン
とを排気管に直列に配置しており，ピストンの排気行程
に大きな背圧即ち排気の吐き出しに対向する圧力がかか
り，即ち，排気ガスに吐き出し圧力が必要であり，マイ
ナス（負）の仕事が強いられる。しかしながら，燃焼室
から排出される排気ガスは，圧力のみでなく，熱エネル
ギを有しているので，排気ガスから熱エネルギを有効に
回収することを考慮する必要がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は，燃焼
室から排出される排気ガスの熱エネルギを熱交換によっ
て回収するため排気管に配置され，排気ガスが有する熱
エネルギによって噴霧された水を高温蒸気に気化させる
ものであり，排気ガスエネルギを蒸気エネルギとして回
収し，次いで，例えば，蒸気エネルギによって蒸気ター
ビンを駆動し，排気ガスが有する熱エネルギを有効に回
収してエンジンの熱効率をアップさせる熱交換器を提供
することである。
室から排出される排気ガスの熱エネルギを熱交換によっ
て回収するため排気管に配置され，排気ガスが有する熱
エネルギによって噴霧された水を高温蒸気に気化させる
ものであり，排気ガスエネルギを蒸気エネルギとして回
収し，次いで，例えば，蒸気エネルギによって蒸気ター
ビンを駆動し，排気ガスが有する熱エネルギを有効に回
収してエンジンの熱効率をアップさせる熱交換器を提供
することである。
【０００６】この発明は，燃焼室から排出される排気ガ
スが流れる排気管に設けられ，前記排気ガスが有する熱
エネルギによって水を蒸気に気化させる熱交換器におい
て，一端に水噴射ノズルが他端に水蒸気送出通路が設け
られた伝熱部を備えた水・蒸気通路を形成する内筒体，
及び該内筒体の外周側に配置され且つ一端に排気ガス入
口を他端に排気ガス出口が形成された受熱部を備えた排
気ガス通路を形成する外筒体を具備し，前記水・蒸気通
路の前記伝熱部は，金属製平板にコルゲート状又は凹凸
状金属板のコルゲート部の一方側の山部又は凹凸部の一
方側の凸部を接合し，前記平板と前記金属板とを渦巻き
状に巻き込んで多数の長手方向通路を持つ筒状構造体に
形成し，前記筒状構造体の外周面が前記内筒体の外面に
密着接合して形成され，また，前記排気ガス通路の前記
受熱部は，前記内筒体の外周面に長手方向に隔置して接
合又はプレス成形された多数の通孔を備えた円板から形
成されていることを特徴とする排気ガスエネルギを回収
する熱交換器に関する。
スが流れる排気管に設けられ，前記排気ガスが有する熱
エネルギによって水を蒸気に気化させる熱交換器におい
て，一端に水噴射ノズルが他端に水蒸気送出通路が設け
られた伝熱部を備えた水・蒸気通路を形成する内筒体，
及び該内筒体の外周側に配置され且つ一端に排気ガス入
口を他端に排気ガス出口が形成された受熱部を備えた排
気ガス通路を形成する外筒体を具備し，前記水・蒸気通
路の前記伝熱部は，金属製平板にコルゲート状又は凹凸
状金属板のコルゲート部の一方側の山部又は凹凸部の一
方側の凸部を接合し，前記平板と前記金属板とを渦巻き
状に巻き込んで多数の長手方向通路を持つ筒状構造体に
形成し，前記筒状構造体の外周面が前記内筒体の外面に
密着接合して形成され，また，前記排気ガス通路の前記
受熱部は，前記内筒体の外周面に長手方向に隔置して接
合又はプレス成形された多数の通孔を備えた円板から形
成されていることを特徴とする排気ガスエネルギを回収
する熱交換器に関する。
【０００７】前記円板は前記内筒体の外周面にそれぞれ
嵌入接合され，前記円板の前記通孔は絞り通路を形成
し，隣接する前記円板間が膨張通路を形成し，前記通孔
を通過した前記排気ガスが前記円板に衝突するように前
記通孔が隣接する前記円板間で互いにオフセットして形
成されている。
嵌入接合され，前記円板の前記通孔は絞り通路を形成
し，隣接する前記円板間が膨張通路を形成し，前記通孔
を通過した前記排気ガスが前記円板に衝突するように前
記通孔が隣接する前記円板間で互いにオフセットして形
成されている。
【０００８】前記排気ガスは前記絞り通路を通過して前
記膨張通路で前記円板に衝突し，前記排気ガスの熱エネ
ルギは前記円板から前記内筒体を通じて前記伝熱部へ熱
伝達され，また，前記水噴射ノズルから噴射された水滴
は前記コルゲート部の前記長手方向通路を通過する時に
前記水滴が前記コルゲート部と前記金属製平板から受熱
して気化して水蒸気圧が上昇するものである。
記膨張通路で前記円板に衝突し，前記排気ガスの熱エネ
ルギは前記円板から前記内筒体を通じて前記伝熱部へ熱
伝達され，また，前記水噴射ノズルから噴射された水滴
は前記コルゲート部の前記長手方向通路を通過する時に
前記水滴が前記コルゲート部と前記金属製平板から受熱
して気化して水蒸気圧が上昇するものである。
【０００９】前記円板に形成された前記通孔には，前記
排気ガスの流れをガイドするパイプガイドから構成され
ている。パイプガイド即ち円筒ガイドは，長い方が流速
を増大させて前記円板の壁面に排気ガスを強力に衝突さ
せることができ，円板の壁面に対して剥離現象を発生さ
せ，熱伝達率をアップさせることができる。
排気ガスの流れをガイドするパイプガイドから構成され
ている。パイプガイド即ち円筒ガイドは，長い方が流速
を増大させて前記円板の壁面に排気ガスを強力に衝突さ
せることができ，円板の壁面に対して剥離現象を発生さ
せ，熱伝達率をアップさせることができる。
【００１０】また，前記入口側排気管には，前記水蒸気
送出通路から送り出される前記蒸気を使用するエネルギ
変換装置を通過した使用済みの蒸気を，前記排気ガス中
に供給する蒸気通路が接続されている。前記エネルギ変
換装置でエネルギ変換された使用済みの水蒸気は，気化
潜熱を多量に持っているので，使用済みの水蒸気を排気
ガスに混入すると，排気ガスと水蒸気の混合気体はエネ
ルギ密度を上昇させるばかりでなく，熱伝達率が大きく
（例えば，５倍）なり，熱交換効率が増大することにな
る。また，前記排気ガス通路を構成する前記外筒体に
は，前記排気ガス通路を外部から遮熱する遮熱層が形成
されている。
送出通路から送り出される前記蒸気を使用するエネルギ
変換装置を通過した使用済みの蒸気を，前記排気ガス中
に供給する蒸気通路が接続されている。前記エネルギ変
換装置でエネルギ変換された使用済みの水蒸気は，気化
潜熱を多量に持っているので，使用済みの水蒸気を排気
ガスに混入すると，排気ガスと水蒸気の混合気体はエネ
ルギ密度を上昇させるばかりでなく，熱伝達率が大きく
（例えば，５倍）なり，熱交換効率が増大することにな
る。また，前記排気ガス通路を構成する前記外筒体に
は，前記排気ガス通路を外部から遮熱する遮熱層が形成
されている。
【００１１】前記排気ガス通路の前記排気ガス出口に
は，前記排気ガスの流量を制御する制御弁を備えた排気
管と，前記排気ガスの一部を取り出すＥＧＲ通路とが接
続されている。更に，前記ＥＧＲ通路には，金属線がラ
ンダムに積層されたガス通路を形成したケーシング，該
ケーシングの外側に設けられた冷却フィン，及び前記ケ
ーシングの下部に形成された水抜き通路から成る水分離
器が配置されている。
は，前記排気ガスの流量を制御する制御弁を備えた排気
管と，前記排気ガスの一部を取り出すＥＧＲ通路とが接
続されている。更に，前記ＥＧＲ通路には，金属線がラ
ンダムに積層されたガス通路を形成したケーシング，該
ケーシングの外側に設けられた冷却フィン，及び前記ケ
ーシングの下部に形成された水抜き通路から成る水分離
器が配置されている。
【００１２】前記コルゲート部の他方側の山部は前記金
属製平板に接合されておらず，前記水噴射ノズルは前記
コルゲート部で形成される前記水・蒸気通路の全端面に
対して前記水を噴霧し，水滴が前記長手方向通路へと噴
射されるものである。
属製平板に接合されておらず，前記水噴射ノズルは前記
コルゲート部で形成される前記水・蒸気通路の全端面に
対して前記水を噴霧し，水滴が前記長手方向通路へと噴
射されるものである。
【００１３】この熱交換器は，上記のように，ＳＵＳ等
の金属板を波形即ちコルゲート状に形成し，コルゲート
部の凸部を金属平板に密着して接合し，多数の長手方向
通路を形成しているので，金属平板からコルゲート部へ
熱は良好に伝達され，水滴が長手方向通路を通過する時
に，水がコルゲート部の壁面から受熱して有効に熱伝達
され，蒸気に気化されながら，水蒸気圧を有効に上昇さ
せる。蒸気に迅速に気化される。長手方向通路を形成す
る金属板は，場合によっては，熱伝導を上げるため，金
属板の面に銅を挟んだり，銅をコーティングすることも
できる。前記伝熱部は，コルゲート部によって通路断面
積を大幅に増大させることができる。また，排気ガス通
路は，円板に通孔を設けているので，排気ガスが通孔を
通過する時に流速を上げるが，排気ガスの流速が早い
と，熱伝達率が大きくなる。更に，通孔を通過して流速
が増大した排気ガスは，円板に衝突することによって円
板の壁面に剥離現象を発生させ，円板の壁面への熱伝達
を大きくさせ，排気ガスの熱が円板へ迅速に効果的に伝
達できる。また，通孔から出た排気ガスは，円板間で断
熱膨張して冷却，即ち円板への熱伝達を増大させ，排気
ガスが有する熱エネルギは円板の受熱部から内筒体の伝
熱部へ有効に且つ迅速に熱伝達される。
の金属板を波形即ちコルゲート状に形成し，コルゲート
部の凸部を金属平板に密着して接合し，多数の長手方向
通路を形成しているので，金属平板からコルゲート部へ
熱は良好に伝達され，水滴が長手方向通路を通過する時
に，水がコルゲート部の壁面から受熱して有効に熱伝達
され，蒸気に気化されながら，水蒸気圧を有効に上昇さ
せる。蒸気に迅速に気化される。長手方向通路を形成す
る金属板は，場合によっては，熱伝導を上げるため，金
属板の面に銅を挟んだり，銅をコーティングすることも
できる。前記伝熱部は，コルゲート部によって通路断面
積を大幅に増大させることができる。また，排気ガス通
路は，円板に通孔を設けているので，排気ガスが通孔を
通過する時に流速を上げるが，排気ガスの流速が早い
と，熱伝達率が大きくなる。更に，通孔を通過して流速
が増大した排気ガスは，円板に衝突することによって円
板の壁面に剥離現象を発生させ，円板の壁面への熱伝達
を大きくさせ，排気ガスの熱が円板へ迅速に効果的に伝
達できる。また，通孔から出た排気ガスは，円板間で断
熱膨張して冷却，即ち円板への熱伝達を増大させ，排気
ガスが有する熱エネルギは円板の受熱部から内筒体の伝
熱部へ有効に且つ迅速に熱伝達される。
【００１４】この熱交換器では，水噴射ノズルが水を高
圧で噴射して微粒水滴即ち霧滴を作り，該水滴がコルゲ
ート部に衝突して直ちに気化し，水蒸気に変換される。
例えば，１８ｇｒの水が気化して２２．４リットルの容
積に膨張するので，内筒体内の水・蒸気通路では水蒸気
が高圧力になる。高圧力，高温水蒸気が，例えば，蒸気
タービンの翼に作用させ，動力に変換され，蒸気タービ
ンに発電機を設けておけば，該動力は電力に変換され，
電気エネルギとして排気ガスエネルギが回収されること
になる。
圧で噴射して微粒水滴即ち霧滴を作り，該水滴がコルゲ
ート部に衝突して直ちに気化し，水蒸気に変換される。
例えば，１８ｇｒの水が気化して２２．４リットルの容
積に膨張するので，内筒体内の水・蒸気通路では水蒸気
が高圧力になる。高圧力，高温水蒸気が，例えば，蒸気
タービンの翼に作用させ，動力に変換され，蒸気タービ
ンに発電機を設けておけば，該動力は電力に変換され，
電気エネルギとして排気ガスエネルギが回収されること
になる。
【００１５】この熱交換器では，熱伝達率の効き目に従
って伝達面積を変える必要があり，例えば，６５０℃，
０．１Ｍｐの燃焼ガス即ち排気ガスと，３００℃，０．
５Ｍｐの水蒸気との熱伝達率を同一流速で計算すると，
水蒸気が排気ガスの約５倍となる。従って，排気ガスの
通路面積を水蒸気の通路面積の５倍にするか，流速を５
倍にするか，或いは，通路面積を２．５倍に且つ流速を
２．５倍にすればよいことになる。排気ガス通路の円板
に形成されている通孔を円筒ガイドに形成し，排気ガス
の通過面積を小さくし，流速を大きくし，且つ円板には
排気ガスの壁面衝突によって熱伝達率を大きくすること
等の対応と，通孔を形成する円筒ガイドの長さを大きく
し，熱伝達面積を大きくすることが必要である。円筒ガ
イドの通孔から吐き出される排気ガス流は次段の円板の
壁面に衝突するように通孔をオフセットすることが熱伝
達率を向上させることができる。
って伝達面積を変える必要があり，例えば，６５０℃，
０．１Ｍｐの燃焼ガス即ち排気ガスと，３００℃，０．
５Ｍｐの水蒸気との熱伝達率を同一流速で計算すると，
水蒸気が排気ガスの約５倍となる。従って，排気ガスの
通路面積を水蒸気の通路面積の５倍にするか，流速を５
倍にするか，或いは，通路面積を２．５倍に且つ流速を
２．５倍にすればよいことになる。排気ガス通路の円板
に形成されている通孔を円筒ガイドに形成し，排気ガス
の通過面積を小さくし，流速を大きくし，且つ円板には
排気ガスの壁面衝突によって熱伝達率を大きくすること
等の対応と，通孔を形成する円筒ガイドの長さを大きく
し，熱伝達面積を大きくすることが必要である。円筒ガ
イドの通孔から吐き出される排気ガス流は次段の円板の
壁面に衝突するように通孔をオフセットすることが熱伝
達率を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
による熱交換器の実施例を説明する。図１はこの発明に
よる熱交換器の一実施例を示す概略断面図，図２は図１
の熱交換器のＡ−Ａ断面を示す断面図，及び図３は図１
の熱交換器に設けられた水分離器を示す断面図である。
による熱交換器の実施例を説明する。図１はこの発明に
よる熱交換器の一実施例を示す概略断面図，図２は図１
の熱交換器のＡ−Ａ断面を示す断面図，及び図３は図１
の熱交換器に設けられた水分離器を示す断面図である。
【００１７】この熱交換器は，例えば，遮熱構造の燃焼
室から排気通路を通じて排出される排気ガスＥの熱エネ
ルギによって水Ｗを気化させて蒸気Ｓを発生させるもの
であり，伝熱部５を通過する水Ｗを蒸気Ｓに気化する水
・蒸気通路３を形成する内筒体１と，排気ガスＥから熱
を受熱する受熱部６を備えた排気ガス通路４を形成する
外筒体２とから構成されている。
室から排気通路を通じて排出される排気ガスＥの熱エネ
ルギによって水Ｗを気化させて蒸気Ｓを発生させるもの
であり，伝熱部５を通過する水Ｗを蒸気Ｓに気化する水
・蒸気通路３を形成する内筒体１と，排気ガスＥから熱
を受熱する受熱部６を備えた排気ガス通路４を形成する
外筒体２とから構成されている。
【００１８】内筒体１には，一端部に水噴射ノズル７が
取り付けられ，水噴射ノズル７は水ポンプ（図示せず）
から送り込まれた水を水・蒸気通路３に噴霧する。内筒
体１の他端部には，水噴射ノズル７から噴霧された水が
水・蒸気通路３を通過する際に伝熱部５からの熱を受け
て気化して変換された水蒸気が送り出される水蒸気送出
通路を構成する蒸気送出管１０が連結されている。ま
た，蒸気送出管１０は，例えば，高温蒸気で駆動される
蒸気タービンへ連結されている。内筒体１の排気ガスＥ
に接する外側面には，排気ガスＥから十分な熱エネルギ
を受熱するため，フィン２６等が形成され，受熱面積を
増大させる構造に構成されている。また，水噴射ノズル
７から水・蒸気通路３に噴射される水量は，例えば，回
転センサ２１で検出されたエンジン回転数や負荷センサ
２２で検出されたエンジン負荷に応答してコントローラ
２０によって制御されるように構成されている。
取り付けられ，水噴射ノズル７は水ポンプ（図示せず）
から送り込まれた水を水・蒸気通路３に噴霧する。内筒
体１の他端部には，水噴射ノズル７から噴霧された水が
水・蒸気通路３を通過する際に伝熱部５からの熱を受け
て気化して変換された水蒸気が送り出される水蒸気送出
通路を構成する蒸気送出管１０が連結されている。ま
た，蒸気送出管１０は，例えば，高温蒸気で駆動される
蒸気タービンへ連結されている。内筒体１の排気ガスＥ
に接する外側面には，排気ガスＥから十分な熱エネルギ
を受熱するため，フィン２６等が形成され，受熱面積を
増大させる構造に構成されている。また，水噴射ノズル
７から水・蒸気通路３に噴射される水量は，例えば，回
転センサ２１で検出されたエンジン回転数や負荷センサ
２２で検出されたエンジン負荷に応答してコントローラ
２０によって制御されるように構成されている。
【００１９】外筒体２は，内筒体１の外側に配置され，
排気ガスＥの熱エネルギが外部に放熱するのを防止する
ため，外筒体２の外側は遮熱材１４を介してカバー部材
１８で覆われ，遮熱構造に構成されている。外筒体２
は，一端に入口側排気管８に接続する排気ガス入口１９
を備え，他端に出口側排気管９に接続する排気ガス出口
２３が形成されている。更に，外筒体２には，排気ガス
出口２３に近接して排気ガスの一部を取り出すためのＥ
ＧＲ管１１に接続するＥＧＲ取出口２５が形成されてい
る。出口側排気管９には，ＥＧＲ管１１へ送り込むＥＧ
Ｒガス量を調節するため，制御弁１５が設けられてい
る。入口側排気管８は，排気ガスＥの熱エネルギが外部
に放熱するのを防止するため，遮熱材１４で覆われてい
る。また，ＥＧＲ管１１へ送り込む排気ガス量は，例え
ば，回転センサ２１で検出されたエンジン回転数や負荷
センサ２２で検出されたエンジン負荷に応答してコント
ローラ２０によって制御されるように構成されている。
排気ガスＥの熱エネルギが外部に放熱するのを防止する
ため，外筒体２の外側は遮熱材１４を介してカバー部材
１８で覆われ，遮熱構造に構成されている。外筒体２
は，一端に入口側排気管８に接続する排気ガス入口１９
を備え，他端に出口側排気管９に接続する排気ガス出口
２３が形成されている。更に，外筒体２には，排気ガス
出口２３に近接して排気ガスの一部を取り出すためのＥ
ＧＲ管１１に接続するＥＧＲ取出口２５が形成されてい
る。出口側排気管９には，ＥＧＲ管１１へ送り込むＥＧ
Ｒガス量を調節するため，制御弁１５が設けられてい
る。入口側排気管８は，排気ガスＥの熱エネルギが外部
に放熱するのを防止するため，遮熱材１４で覆われてい
る。また，ＥＧＲ管１１へ送り込む排気ガス量は，例え
ば，回転センサ２１で検出されたエンジン回転数や負荷
センサ２２で検出されたエンジン負荷に応答してコント
ローラ２０によって制御されるように構成されている。
【００２０】また，入口側排気管８には，蒸気送出管１
０の水蒸気送出通路から送り出される蒸気を使用するエ
ネルギ変換装置，例えば，蒸気タービン３１を通過した
使用済みの蒸気を，排気ガス中に供給する蒸気通路６１
が接続されている。蒸気タービン３１は，発電機，コン
プレッサ，駆動軸等のエネルギ変換装置を設けることが
でき，蒸気エネルギを電気エネルギ，過給エネルギ，駆
動力に変換できる。更に，ＥＧＲ通路を構成するＥＧＲ
管１１の途中には，図３に示すように，金属線６３がラ
ンダムに積層されたガス通路６５を形成したケーシング
６２，ケーシング６２の外側に設けられた冷却フィン６
４，及びケーシング６１の下部に形成された水抜き通路
６６から成る水分離器６０が配置されている。水抜き通
路６６にはドレンバルブ６７が設けられている。使用済
みの水蒸気は，まだ気化潜熱を多量に持っているので，
使用済みの水蒸気を排気ガスに混入すると，排気ガスと
水蒸気の混合気体はエネルギ密度を上昇させるばかりで
なく，熱伝達率が大きく（例えば，５倍）なり，熱交換
効率が増大することになる。また，水分離器６０は，Ｅ
ＧＲ管１１へ導入される排気ガスＧに水Ｗが混入するこ
とを防止するため，ＥＧＲ管１１に設けることが好まし
い。
０の水蒸気送出通路から送り出される蒸気を使用するエ
ネルギ変換装置，例えば，蒸気タービン３１を通過した
使用済みの蒸気を，排気ガス中に供給する蒸気通路６１
が接続されている。蒸気タービン３１は，発電機，コン
プレッサ，駆動軸等のエネルギ変換装置を設けることが
でき，蒸気エネルギを電気エネルギ，過給エネルギ，駆
動力に変換できる。更に，ＥＧＲ通路を構成するＥＧＲ
管１１の途中には，図３に示すように，金属線６３がラ
ンダムに積層されたガス通路６５を形成したケーシング
６２，ケーシング６２の外側に設けられた冷却フィン６
４，及びケーシング６１の下部に形成された水抜き通路
６６から成る水分離器６０が配置されている。水抜き通
路６６にはドレンバルブ６７が設けられている。使用済
みの水蒸気は，まだ気化潜熱を多量に持っているので，
使用済みの水蒸気を排気ガスに混入すると，排気ガスと
水蒸気の混合気体はエネルギ密度を上昇させるばかりで
なく，熱伝達率が大きく（例えば，５倍）なり，熱交換
効率が増大することになる。また，水分離器６０は，Ｅ
ＧＲ管１１へ導入される排気ガスＧに水Ｗが混入するこ
とを防止するため，ＥＧＲ管１１に設けることが好まし
い。
【００２１】この熱交換器は，特に，水・蒸気通路３と
排気ガス通路４との構造に特徴を有している。伝熱部５
を構成する水・蒸気通路３は，図２に示すように，ＳＵ
Ｓ等の金属から形成された金属製平板１７にコルゲート
状金属板１６のコルゲート部２８の一方側の山部をそれ
ぞれ密着接合し，全体として渦巻き状に巻き込んで筒状
に形成され，コルゲート部２８で多数の長手方向通路が
形成されている。また，コルゲート部２８の他方側の山
部は金属製平板１７に接合されていない構造に構成され
ている。そこで，水源からの水Ｗは水噴射ノズル７から
噴射され，噴射された水Ｗの細かい水滴は，コルゲート
部２８の長手方向通路を通過する時に，コルゲート部２
８と金属製平板１７から効率的に受熱して蒸気Ｓに気化
し，水蒸気圧が上昇することになる。
排気ガス通路４との構造に特徴を有している。伝熱部５
を構成する水・蒸気通路３は，図２に示すように，ＳＵ
Ｓ等の金属から形成された金属製平板１７にコルゲート
状金属板１６のコルゲート部２８の一方側の山部をそれ
ぞれ密着接合し，全体として渦巻き状に巻き込んで筒状
に形成され，コルゲート部２８で多数の長手方向通路が
形成されている。また，コルゲート部２８の他方側の山
部は金属製平板１７に接合されていない構造に構成され
ている。そこで，水源からの水Ｗは水噴射ノズル７から
噴射され，噴射された水Ｗの細かい水滴は，コルゲート
部２８の長手方向通路を通過する時に，コルゲート部２
８と金属製平板１７から効率的に受熱して蒸気Ｓに気化
し，水蒸気圧が上昇することになる。
【００２２】また，受熱部６を構成する排気ガス通路４
は，内筒体１の外周面に多数の通孔１２を備えた円板１
３が長手方向に適正な間隔を明けて隔置して配置されて
いる。通孔１２は，排気ガスの流れをガイドするパイプ
ガイド５９から構成され，図１に示すように，円板１３
にパイプガイド５９を固着して長い円筒ガイドに形成さ
れている。これらのパイプガイド５９は，円板１３の深
絞りで形成することもできる。円板１３は，内筒体１の
外周面にそれぞれ嵌入接合され，円板１３に形成された
通孔１２は，排気ガスＥに対して絞り通路を形成し，し
かも，通孔１２が隣接する円板１３の間で互いにオフセ
ットして形成され，また，隣接する円板１３間が膨張通
路２７を形成している。そこで，排気ガス通路４を流れ
る排気ガスＥは，通孔１２のパイプガイド５９を通過す
る時に流速を大幅に上げて通過し，後流の円板１３の壁
面に衝突し，そこで円板１３の壁面に対して剥離現象が
発生して熱伝達を増大させ，次いで，後流の円板１３に
形成された通孔１２を通過し，再び後流の円板１３に衝
突するという状態を繰り返して排気ガス入口１９から排
気ガス出口２３へと流れることになる。従って，排気ガ
ス通路４を流れる排気ガスＥは，通孔１２の絞り通路で
圧縮されて流速を上げ，円板１３間の膨張通路２７で断
熱膨張し，円板１３に衝突して壁面の剥離現象を起こす
という現象を繰り返し，そのため，排気ガスエネルギ
は，効率的に迅速に円板１３へ伝達され，次いで，円板
１３から内筒体１へと熱伝達する。
は，内筒体１の外周面に多数の通孔１２を備えた円板１
３が長手方向に適正な間隔を明けて隔置して配置されて
いる。通孔１２は，排気ガスの流れをガイドするパイプ
ガイド５９から構成され，図１に示すように，円板１３
にパイプガイド５９を固着して長い円筒ガイドに形成さ
れている。これらのパイプガイド５９は，円板１３の深
絞りで形成することもできる。円板１３は，内筒体１の
外周面にそれぞれ嵌入接合され，円板１３に形成された
通孔１２は，排気ガスＥに対して絞り通路を形成し，し
かも，通孔１２が隣接する円板１３の間で互いにオフセ
ットして形成され，また，隣接する円板１３間が膨張通
路２７を形成している。そこで，排気ガス通路４を流れ
る排気ガスＥは，通孔１２のパイプガイド５９を通過す
る時に流速を大幅に上げて通過し，後流の円板１３の壁
面に衝突し，そこで円板１３の壁面に対して剥離現象が
発生して熱伝達を増大させ，次いで，後流の円板１３に
形成された通孔１２を通過し，再び後流の円板１３に衝
突するという状態を繰り返して排気ガス入口１９から排
気ガス出口２３へと流れることになる。従って，排気ガ
ス通路４を流れる排気ガスＥは，通孔１２の絞り通路で
圧縮されて流速を上げ，円板１３間の膨張通路２７で断
熱膨張し，円板１３に衝突して壁面の剥離現象を起こす
という現象を繰り返し，そのため，排気ガスエネルギ
は，効率的に迅速に円板１３へ伝達され，次いで，円板
１３から内筒体１へと熱伝達する。
【００２３】この熱交換器は，上記のように構成されて
いるので，水Ｗが蒸気Ｓに変換される水・蒸気通路３
は，内筒体１内に長手方向に延びる伝熱面積を大きい長
手方向通路に構成したので，水滴が長手方向通路に沿っ
てスムースに流れ，受熱しながら高温蒸気に気化され，
例えば，蒸気タービンの駆動或いは給湯や暖房等に利用
される。また，排気ガスＥは，接触面積を増大させると
共に流速を上げる通孔１２と円板１３に対して圧縮，流
速増大，断熱膨張及び衝突を繰り返し，円板１３へ効率
的に熱を伝達して蒸気発生に寄与することができる。
いるので，水Ｗが蒸気Ｓに変換される水・蒸気通路３
は，内筒体１内に長手方向に延びる伝熱面積を大きい長
手方向通路に構成したので，水滴が長手方向通路に沿っ
てスムースに流れ，受熱しながら高温蒸気に気化され，
例えば，蒸気タービンの駆動或いは給湯や暖房等に利用
される。また，排気ガスＥは，接触面積を増大させると
共に流速を上げる通孔１２と円板１３に対して圧縮，流
速増大，断熱膨張及び衝突を繰り返し，円板１３へ効率
的に熱を伝達して蒸気発生に寄与することができる。
【００２４】
【発明の効果】この発明による熱交換器は，上記のよう
に構成されているので，排気ガスは通孔の絞り通路で圧
縮され，円板間の膨張通路で膨張し，円板に衝突して排
気ガスが有する熱エネルギは円板から内筒体へ熱伝達
し，次いで内筒体からコルゲート部へ熱伝達する。従っ
て，この熱交換器を用いれば，コルゲート部を通過する
微粒な水滴は蒸気に効率的に且つ迅速に気化し，水蒸気
になって高水蒸気圧になり，効率的に迅速に排気ガスエ
ネルギが水蒸気エネルギとして回収することができる。
高水蒸気圧は，例えば，発電機を備えた蒸気タービンを
回転させ，発電機を作動して電気エネルギに変換され，
排気ガスエネルギが電気エネルギとして回収されること
になる。又は，高水蒸気圧は，コンプレッサを備えた蒸
気タービンを回転させることもでき，過給するエネルギ
に変換される。或いは，高水蒸気圧は，給湯や暖房等に
利用することもできる。
に構成されているので，排気ガスは通孔の絞り通路で圧
縮され，円板間の膨張通路で膨張し，円板に衝突して排
気ガスが有する熱エネルギは円板から内筒体へ熱伝達
し，次いで内筒体からコルゲート部へ熱伝達する。従っ
て，この熱交換器を用いれば，コルゲート部を通過する
微粒な水滴は蒸気に効率的に且つ迅速に気化し，水蒸気
になって高水蒸気圧になり，効率的に迅速に排気ガスエ
ネルギが水蒸気エネルギとして回収することができる。
高水蒸気圧は，例えば，発電機を備えた蒸気タービンを
回転させ，発電機を作動して電気エネルギに変換され，
排気ガスエネルギが電気エネルギとして回収されること
になる。又は，高水蒸気圧は，コンプレッサを備えた蒸
気タービンを回転させることもでき，過給するエネルギ
に変換される。或いは，高水蒸気圧は，給湯や暖房等に
利用することもできる。
【図１】この発明による熱交換器の一実施例を示す概略
断面図である。
断面図である。
【図２】図１の熱交換器のＡ−Ａ断面を示す断面図であ
る。
る。
【図３】図１の熱交換器に設けられた水分離器を示す断
面図である。
面図である。
１ 内筒体 ２ 外筒体 ３ 水・蒸気通路 ４ 排気ガス通路 ５ 伝熱部 ６ 受熱部 ７ 水噴射ノズル ８ 入口側排気管 ９ 出口側排気管 １０ 蒸気出口管 １１ ＥＧＲ管 １２ 通孔 １３ 円板 １４ 遮熱材 １５ 制御弁 １６ コルゲート状金属板 １７ 金属性平板 １８ カバー部材 １９ 排気ガス入口 ２０ コントローラ ２１ 回転センサ ２２ 負荷センサ ２３ 排気ガス出口 ２５ ＥＧＲ取出口 ２６ フィン ２７ 膨張通路 ２８ コルゲート部 ３１ 蒸気タービン ５９ パイプガイド ６０ 水分離器 ６１ 蒸気通路 Ｅ 排気ガス Ｓ 蒸気 Ｗ 噴霧された水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｍ 25/07 ５８０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５８０Ａ ５８０Ｅ Ｆ２８Ｄ 7/10 Ｆ２８Ｄ 7/10 Ａ
Claims (9)
- 【請求項１】 燃焼室から排出される排気ガスが流れる
排気管に設けられ，前記排気ガスが有する熱エネルギに
よって水を蒸気に気化させる熱交換器において，一端に
水噴射ノズルが他端に水蒸気送出通路が設けられた伝熱
部を備えた水・蒸気通路を形成する内筒体，及び該内筒
体の外周側に配置され且つ一端に排気ガス入口を他端に
排気ガス出口が形成された受熱部を備えた排気ガス通路
を形成する外筒体を具備し，前記水・蒸気通路の前記伝
熱部は，金属製平板にコルゲート状又は凹凸状金属板の
コルゲート部の一方側の山部又は凹凸部の一方側の凸部
を接合し，前記平板と前記金属板とを渦巻き状に巻き込
んで多数の長手方向通路を持つ筒状構造体に形成し，前
記筒状構造体の外周面が前記内筒体の外面に密着接合し
て形成され，また，前記排気ガス通路の前記受熱部は，
前記内筒体の外周面に長手方向に隔置して接合又はプレ
ス成形された多数の通孔を備えた円板から形成されてい
ることを特徴とする排気ガスエネルギを回収する熱交換
器。 - 【請求項２】 前記円板は前記内筒体の外周面にそれぞ
れ嵌入接合され，前記円板の前記通孔は絞り通路を形成
し，隣接する前記円板間が膨張通路を形成し，前記通孔
を通過した前記排気ガスが前記円板に衝突するように前
記通孔が隣接する前記円板間で互いにオフセットして形
成されていることを特徴とする請求項１に記載の排気ガ
スエネルギを回収する熱交換器。 - 【請求項３】 前記排気ガスは前記絞り通路を通過して
前記膨張通路で前記円板に衝突し，前記排気ガスの熱エ
ネルギは前記円板から前記内筒体を通じて前記伝熱部へ
熱伝達され，また，前記水噴射ノズルから噴射された水
滴は前記コルゲート部の前記長手方向通路を通過する時
に前記水滴が前記コルゲート部と前記金属製平板から受
熱して気化して水蒸気圧が上昇することを特徴とする請
求項２に記載の排気ガスエネルギを回収する熱交換器。 - 【請求項４】 前記円板に形成された前記通孔には，前
記排気ガスの流れをガイドするパイプガイドから構成さ
れていることを特徴とする請求項２に記載の排気ガスエ
ネルギを回収する熱交換器。 - 【請求項５】 前記入口側排気管には，前記水蒸気送出
通路から送り出される前記蒸気を使用するエネルギ変換
装置を通過した使用済みの蒸気を，前記排気ガス中に供
給する蒸気通路が接続されていることを特徴とする請求
項１〜４のいずれか１項に記載の排気ガスエネルギを回
収する熱交換器。 - 【請求項６】 前記排気ガス通路を構成する前記外筒体
には，前記排気ガス通路を外部から遮熱する遮熱層が形
成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
１項に記載の排気ガスエネルギを回収する熱交換器。 - 【請求項７】 前記排気ガス通路の前記排気ガス出口に
は，前記排気ガスの流量を制御する制御弁を備えた排気
管と，前記排気ガスの一部を取り出すＥＧＲ通路とが接
続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか
１項に記載の排気ガスエネルギを回収する熱交換器。 - 【請求項８】 前記ＥＧＲ通路には，金属線がランダム
に積層されたガス通路を形成したケーシング，該ケーシ
ングの外側に設けられた冷却フィン，及び前記ケーシン
グの下部に形成された水抜き通路から成る水分離器が配
置されていることを特徴とする請求項７に記載の排気ガ
スエネルギを回収する熱交換器。 - 【請求項９】 前記コルゲート部の他方側の山部は前記
金属製平板に接合されておらず，前記水噴射ノズルは前
記コルゲート部で形成される前記水・蒸気通路の全端面
に対して前記水を噴霧し，水滴が前記長手方向通路へと
噴射されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１
項に記載の排気ガスエネルギを回収する熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25395099A JP2001073754A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 排気ガスエネルギを回収する熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25395099A JP2001073754A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 排気ガスエネルギを回収する熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001073754A true JP2001073754A (ja) | 2001-03-21 |
Family
ID=17258240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25395099A Pending JP2001073754A (ja) | 1999-09-08 | 1999-09-08 | 排気ガスエネルギを回収する熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001073754A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100802176B1 (ko) | 2006-08-29 | 2008-02-12 | 고등기술연구원연구조합 | 기체 혼합물의 응축장치 |
| KR100862946B1 (ko) | 2007-08-01 | 2008-10-14 | 경기도(경기도교육감) | 폐열 회수 장치 |
| JP2010503817A (ja) * | 2006-09-19 | 2010-02-04 | ベール ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー | 内燃機関用の熱交換器 |
| CN102401737A (zh) * | 2011-08-26 | 2012-04-04 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种航空发动机试车台用螺旋式热量收集排气装置 |
| KR101390830B1 (ko) | 2012-04-20 | 2014-05-08 | 삼성중공업 주식회사 | 선박에 사용되는 이코노마이저 및 이를 구비하는 선박 |
| JP2015045481A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器 |
| US20160341489A1 (en) * | 2014-01-30 | 2016-11-24 | Calsonic Kansei Corporation | Exhaust waste heat recovery device |
| US10378424B2 (en) | 2017-03-06 | 2019-08-13 | Denso Corporation | Exhaust gas recirculation system |
| CN114060184A (zh) * | 2020-07-31 | 2022-02-18 | 比亚迪股份有限公司 | 一种水气混合装置及发动机 |
-
1999
- 1999-09-08 JP JP25395099A patent/JP2001073754A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100802176B1 (ko) | 2006-08-29 | 2008-02-12 | 고등기술연구원연구조합 | 기체 혼합물의 응축장치 |
| JP2010503817A (ja) * | 2006-09-19 | 2010-02-04 | ベール ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー | 内燃機関用の熱交換器 |
| KR100862946B1 (ko) | 2007-08-01 | 2008-10-14 | 경기도(경기도교육감) | 폐열 회수 장치 |
| CN102401737A (zh) * | 2011-08-26 | 2012-04-04 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种航空发动机试车台用螺旋式热量收集排气装置 |
| KR101390830B1 (ko) | 2012-04-20 | 2014-05-08 | 삼성중공업 주식회사 | 선박에 사용되는 이코노마이저 및 이를 구비하는 선박 |
| JP2015045481A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 三菱電機株式会社 | 熱交換器 |
| US20160341489A1 (en) * | 2014-01-30 | 2016-11-24 | Calsonic Kansei Corporation | Exhaust waste heat recovery device |
| US10648746B2 (en) * | 2014-01-30 | 2020-05-12 | Calsonic Kansei Corporation | Exhaust waste heat recovery device |
| US10378424B2 (en) | 2017-03-06 | 2019-08-13 | Denso Corporation | Exhaust gas recirculation system |
| CN114060184A (zh) * | 2020-07-31 | 2022-02-18 | 比亚迪股份有限公司 | 一种水气混合装置及发动机 |
| CN114060184B (zh) * | 2020-07-31 | 2023-04-07 | 比亚迪股份有限公司 | 一种水气混合装置及发动机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6295803B1 (en) | Gas turbine cooling system | |
| EP0173774B1 (en) | Gas turbine engine | |
| JP4627907B2 (ja) | タービンエンジンに冷却空気を供給する方法及び装置 | |
| JP2007064228A (ja) | ガスタービンエンジンを動作させる装置 | |
| JPH0626400A (ja) | デュアル圧力タービン | |
| US20040065074A1 (en) | Gas turbine installation | |
| JPH0587651B2 (ja) | ||
| JP2001073754A (ja) | 排気ガスエネルギを回収する熱交換器 | |
| JPWO2009051001A1 (ja) | 一方向流体移動装置 | |
| EP2455592B1 (en) | Heat transfer tubes | |
| JPH09177566A (ja) | 発電所のための冷却空気用冷却器 | |
| WO1998036220A1 (fr) | Dispositif de combustion de turbine a gas du type a refroidissement par vapeur | |
| JP2001132538A (ja) | エネルギ回収装置を備えたエンジン | |
| US5025642A (en) | Fluid conditioning apparatus and system | |
| US20100043442A1 (en) | Dimpled serrated fintube structure | |
| US3223860A (en) | Heat exchange system | |
| JP2001132555A (ja) | エンジンのｅｇｒ装置に設けた水分離装置 | |
| JP2011530027A (ja) | 複合サイクルエネルギー生成システム | |
| JPS58220945A (ja) | エンジンにおける熱エネルギ−回収装置 | |
| WO2002053894A2 (en) | Installation for the generation of energy | |
| JPH05332164A (ja) | 再生式ガスタービン | |
| JP2001073753A (ja) | 蒸気タービンから成る排気ガスエネルギ回収装置 | |
| WO2006126658A1 (ja) | 噴流式蒸気エンジン | |
| JP2002286379A (ja) | 蒸気・温水発生装置 | |
| JP2001183076A (ja) | 熱交換器の構造 |