JP2009024565A - 内燃機関の排熱回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排熱回収通路１３の外側排気ガス通路１４２よりも内周側の内側排熱回収通路１３１と外周側の外側排熱回収通路１３２とでの冷却水による排気熱の回収効率に差が生じないようにして、冷却水による排気熱の吸熱効率を高めることができるエンジンの排熱回収装置を提供する。
【解決手段】内筒部１１の外周面に、その外周面に沿って冷却水を流通させる略環状の排熱回収通路１３を設けるとともに、この排熱回収通路１３の内部に、内筒部から内側排気ガス通路１４１を介して分岐した外側排気ガス通路１４２を設ける。この外側排気ガス通路１４２を、排熱回収通路１３の外周側寄りに配置させている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の排気通路内を流れる排気と熱交換媒体との間で熱交換を行って排気熱を回収する内燃機関の排熱回収装置に関するものである。

従来より、内燃機関の排熱回収装置として、排気通路の外周面に、その外周面に沿って熱交換媒体を流通させる環状の排熱回収通路を設けるとともに、上記排熱回収通路の内部に、上記排気通路から分岐した複数の分岐排気管を設け、この各分岐排気管を排熱回収通路の周方向所定間隔おきでそれぞれ半径方向略中央付近に配置したものは知られている（例えば、特許文献１参照）。この場合、排熱回収通路は、この排熱回収通路の各分岐排気管よりも内周側に熱交換媒体を流入させる流入部と、排熱回収通路の各分岐排気管よりも外周側から熱交換媒体を流出させる流出部とを備えている。
特開２００６−１０５１２４号公報

ところが、上記従来のものでは、各分岐排気管が排熱回収通路の半径方向略中央付近に配置されているため、排熱回収通路の分岐排気管よりも内周側の容積が排熱回収通路の分岐排気管よりも外周側の容積よりも小さくなる。そのため、排熱回収通路の分岐排気管よりも内周側を流通する熱交換媒体は、容積が小さい上に排気通路と分岐排気管とで囲まれているために両通路を流通する排気との熱交換が効率よく行われ、熱交換媒体による排気熱の回収効率が高くなる。一方、排熱回収通路の分岐排気管よりも外周側を流通する熱交換媒体は、容積が大きいにも拘わらず分岐排気管を流通する排気との熱交換しか行えず、熱交換媒体による排気熱の回収効率が低くなる。これにより、排熱回収通路の分岐排気管よりも内周側と外周側とでの熱交換媒体による排気熱の回収効率に差が生じ、熱交換媒体による排気熱の吸熱効率が悪いものとなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排熱回収通路の分岐排気管よりも内周側と外周側とでの熱交換媒体による排気熱の回収効率に差が生じないようにして、熱交換媒体による排気熱の吸熱効率を高めることができる内燃機関の排熱回収装置を提供することにある。

内燃機関の排気通路の内部を流れる排気と熱交換媒体との間で熱交換を行って排気熱を回収する内燃機関の排熱回収装置を前提とし、上記排気通路の外周面に、その外周面に沿って熱交換媒体を流通させる略環状の排熱回収通路を設けるとともに、上記排熱回収通路の内部に、上記排気通路から分岐した分岐排気管を設ける。そして、上記分岐排気管を、上記排熱回収通路の外周側寄りに配置させている。

この特定事項により、分岐排気管が排熱回収通路の外周側寄りに配置されているので、排熱回収通路の分岐排気管よりも内周側の容積は、排熱回収通路の分岐排気管よりも外周側の容積に比して相対的に拡大されて大きくなる。そのため、排熱回収通路の分岐排気管よりも内周側を流通する熱交換媒体が、排気通路および分岐排気管を流通する排気との熱交換によって排気熱の回収効率が一方的に高くなることはない。しかも、排熱回収通路の分岐排気管よりも外周側の容積は小さくなり、この容積の小さな外周側を流通する熱交換媒体が、分岐排気管を流通する排気と熱交換されて、熱交換媒体による排気熱の回収効率が一方的に低くなることがない。これにより、排熱回収通路の分岐排気管よりも内周側と外周側とでの熱交換媒体による排気熱の回収効率に差が生じることがなく、排熱回収通路の分岐排気管よりも内周側および外周側での熱交換媒体による吸熱がほぼ均等に行えて、熱交換媒体による排気熱の吸熱効率を高めることが可能となる。

より具体的には、以下の構成が挙げられる。つまり、上記排熱回収通路に、この排熱回収通路に熱交換媒体を流入させる流入部と、上記排熱回収通路から熱交換媒体を流出させる流出部とを設け、上記流入部に、その流入部から流入される熱交換媒体の上記分岐排気管よりも内周側への流入量を上記分岐排気管よりも外周側への流入量よりも多くする流入量調整手段を設けている。この流入量調整手段の具体例として、上記排熱回収通路において上記分岐排気管よりも内周側および外周側にそれぞれ開口する複数の孔を設け、上記各孔のうちの上記分岐排気管よりも内周側に開口する孔を、上記分岐排気管よりも外周側に開口する孔よりも開口面積が大きくなるように形成している。

この特定事項により、分岐排気管よりも内周側に開口する孔の開口面積を大きくするなどした流入量調整手段によって、流入部から流入される熱交換媒体の分岐排気管よりも内周側への流入量が分岐排気管よりも外周側への流入量よりも多くしている。これにより、熱交換媒体の分岐排気管よりも内周側に流入した熱交換媒体は、熱交換媒体の分岐排気管よりも外周側に流入した熱交換媒体に比して曲率が小さいために滞りやすい傾向にあるものの、熱交換媒体の流入量が多いために滞ることが抑制され、分岐排気管よりも内周側への流入量が多い熱交換媒体による排気熱の吸熱効率を高めることが可能となる。

さらに具体的には、以下の構成が挙げられる。つまり、上記排熱回収通路に対する上記流入部からの熱交換媒体の流入軸線と、上記排熱回収通路からの上記流出部に対する熱交換媒体の流出軸線との間に、当該両軸線でなす角度が鋭角に設定された鋭角領域を設ける。そして、上記流入部に、その流入部から流入軸線に沿って流入された熱交換媒体の上記鋭角領域側への流入量よりも上記鋭角領域とは逆向きの反鋭角領域側への流入量を多くする流入方向調整手段を設けている。この流入方向調整手段の具体例として、上記排熱回収通路において上記鋭角領域側および上記反鋭角領域側にそれぞれ開口する複数の孔を設け、上記各孔のうちの上記反鋭角領域側に開口する孔を、上記鋭角領域側に開口する孔よりも開口面積が大きくなるように形成している。

この特定事項により、排熱回収通路において反鋭角領域側に開口する孔の開口面積を大きくするなどした流入方向調整手段によって、流入部から流入軸線に沿って流入される熱交換媒体の鋭角領域側への流入量よりも反鋭角領域側への流入量を多くしている。これにより、反鋭角領域側へ流入した熱交換媒体は、流出部までの周方向の距離が長くなるために熱交換媒体が滞って熱交換が促進され難い傾向にあるものの、熱交換媒体の流入量が多いために滞ることが抑制され、流出部に近い鋭角領域側に流入する熱交換媒体と流出部から遠い反鋭角領域側に流入する熱交換媒体とによる熱交換の不均衡を抑制することが可能となる。

また、上記流入方向調整手段のその他の具体例として、以下の構成が掲げられる。つまり、流入方向調整手段として、上記排熱回収通路に対する熱交換媒体の流入軸線を、上記排熱回収通路に対する熱交換媒体の流出軸線に対し交叉させていると共に、その流出軸線の流出部側の交叉角度を反流出部側の交叉角度よりも小さくなるように流出部側に傾斜させてなる流入方向調整手段、上記排気通路の軸線を上記流出部側に偏芯させるとともに、上記分岐排気管を上記排熱回収通路の内部における半径方向略中間位置にそれぞれ位置付けて配置してなる流入方向調整手段、または上記流入部を上記排気通路の外周面近傍まで延出させるとともに、その流入部の延出端を反鋭角領域側に大きく開口するようにテーパ状に切り欠いた切欠部を備えてなる流入方向調整手段を適用している。

これらの特定事項により、流入部から流入軸線に沿って流入された熱交換媒体は、排気通路の外周面に当接した際に流入方向調整手段によって、鋭角領域側への流入量よりも鋭角領域とは逆向きの反鋭角領域側への流入量が多くなる。これにより、流出部までの周方向の距離が長くなる反鋭角領域側へ熱交換媒体が多く導かれる。このため、流出部までの周方向の距離が長くなるために熱交換媒体が滞って熱交換が促進され難い傾向にあるものの、熱交換媒体の流入量が多くなるために滞ることが抑制され、流出部までの周方向の距離が長くなる反鋭角領域側に流入する熱交換媒体と、流出部までの周方向の距離が短くなる鋭角領域側に流入する熱交換媒体とによる熱交換の不均衡を抑制することが可能となる。

以上、要するに、排気通路から分岐した分岐排気管を、排熱回収通路内部の外周側寄りに配置させることで、排熱回収通路の分岐排気管よりも内周側の容積を排熱回収通路の分岐排気管よりも外周側の容積に比して相対的に拡大させて大きくし、排熱回収通路の分岐排気管よりも内周側および外周側を流通する熱交換媒体による排気熱の回収効率を略均等なものとし、排熱回収通路の分岐排気管よりも内周側および外周側での熱交換媒体による吸熱をほぼ均等に行って、熱交換媒体による排気熱の吸熱効率を高めることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る自動車用内燃機関に適用される排熱回収装置の縦断側面図を示し、この図１において、１は排熱回収装置であって、この排熱回収装置１は、排気通路としての二重円筒形状の内筒部１１と、バルブ本体１２と、排熱回収通路１３と、排気ガス通路１４と、外筒部１５とを備えている。内筒部１１および外筒部１５は、いわゆる排気通路である。

上記内筒部１１は、内側筒１１ａと外側筒１１ｂとからなり、内側筒１１ａおよび外側筒１１ｂの排気系上流側（以下単に「上流側」という。）端部同士が接合されている。この内側筒１１ａと外側筒１１ｂとの上流側端部、つまり内筒部１１の上流側端部には、上流側の排気系構成部材に接続される排気ガス導入口１１１が形成され、この排気ガス導入口１１１から内筒部１１内（内側筒１１ａ内）に排気ガスが導入されるようになっている。また、外側筒１１ｂの排気系下流側（以下単に「下流側」という。）端部は、内側筒１１ａの下流側端部よりも更に下流側に延設され、内側筒１１ａの下流側端部が外側筒１１ｂの周壁に接合されている。この外側筒１１ｂの下流側端部、つまり内筒部１１の下流側端部の開口部１１２には、バルブ受け座１１３が形成されている。このバルブ受け座１１３に上記バルブ本体１２が嵌脱自在に嵌り込んで内筒部１１の開口部１１２が開閉されるようになっている。また、内側筒１１ａよりも下流側に位置する外側筒１１ｂの周壁下流側には、その外側筒１１ｂ内の空間を半径方向外方に連通させる複数の連通孔１１４，１１４，…が形成されている。そして、外筒部１５の下流側端部は、内筒部１１の下流側端部におけるバルブ本体１２の配置箇所よりもさらに下流側に延出している。外筒部１５の下流側端部には、その外筒部１５内を通過した排気ガスを排出する排出口１５１が形成され、この排出口１５１に排熱回収装置１の下流側の排気系構成部材が接続されている。

上記排熱回収通路１３は、内筒部１１の外周側に設けられている。この排熱回収通路１３は、内側排熱回収通路１３１および外側排熱回収通路１３２を備え、それぞれ内部に熱交換媒体としての冷却水が流通するようになっている。また、上記排気ガス通路１４は、内側排気ガス通路１４１および外側排気ガス通路１４２（分岐排気管）とを備え、それぞれ内部に排気ガスが流通するようになっている。

外筒部１５は、内筒部１１と同心円上に配された第１ないし第４筒部材１５ａ〜１５ｄを備えている。この第１ないし第４筒部材１５ａ〜１５ｄは、それぞれ排気ガス流通方向（図１では左右方向）の長さがほぼ同じ長さに形成され、内筒部１１の排気ガス流通方向の長さよりも若干短く形成されている。そして、第１ないし第４筒部材１５ａ〜１５ｄによって、上記排熱回収通路１３の内側排熱回収通路１３１および外側排熱回収通路１３２、並びに上記排気ガス通路１４の内側排気ガス通路１４１および外側排気ガス通路１４２が形成されている。

具体的には、最も内側に位置する第１筒部材１５ａは、最も外側に位置する第４筒部材１５ｄと内筒部１１の外側筒１１ｂとの半径方向略中央に位置し、次いで外側に位置する第２筒部材１５ｂに対し互いの上流端同士および下流端同士がそれぞれ接合され、内部に略環状の内側排熱回収通路１３１を形成している。また、第４筒部材１５ｄはその内側に位置する第３筒部材１５ｃに対し互いの上流端同士および下流端同士がそれぞれ接合され、内部に略環状の外側排熱回収通路１３２を形成している。上記第１および第２筒部材１５ａ，１５ｂの下流端同士の接合部は、内筒部１１の下流端に内方端が接合されて半径方向外方に延びる略環状の下流端側閉塞部材１６ａの外方端に接合されている。また、上記第３および第４筒部材１５ｃ，１５ｄの上流端同士の接合部は、内筒部１１の外側筒１１ｂの周壁上流側に内方端が接合されて半径方向外方に延びる略環状の上流端側閉塞部材１６ｂの外方端に接合されている。この上流端側閉塞部材１５ｂは、第１および第２筒部材１５ａ，１５ｂの上流端同士の接合部との間に空間Ｋを存するように上流側に突出している。一方、内筒部１１の外側筒１１ｂと第１筒部材１５ａとの間に環状の内側排気ガス通路１４１が形成されている。また、図２および図３にも示すように、第２筒部材１５ｂと第３筒部材１５ｃとの間に外側排気ガス通路１４２が形成されている。この外側排気ガス通路１４２は、第１筒部材１５ａないし第４筒部材１５ｄにより形成される排熱回収通路１３の内部、つまり内側排熱回収通路１３１と外側排熱回収通路１３２との間に位置し、第２筒部材１５ｂと第３筒部材１５ｃとの間における周方向３箇所に幅広に設けられている。そして、最も外側の第４筒部材１５ｄと内筒部１１の外側筒１１ｂとの半径方向略中央に最も内側の第１筒部材１５ａが位置する関係上、第２筒部材１５ｂと第３筒部材１５ｃとの間に位置する外側排気ガス通路１４２は、排熱回収通路１３の外周側寄りに配置されることになる。

この場合、排気ガス導入口１１１から内筒部１１内（内側筒１１ａ内）に導入された排気ガスは、バルブ受け座１１３にバルブ本体１２が嵌り込まずに内筒部１１の開口部１１２が開放されていると、そのまま内筒部１１の下流側端部の開口部１１２を介して外筒部１５の下流側端の排出口１５１から排出される。一方、バルブ受け座１１３にバルブ本体１２が嵌り込んで内筒部１１の開口部１１２が閉塞されていると、図１に矢印で示すように、外側筒１１ｂの周壁下流側の各連通孔１１４を介して内側排気ガス通路１４１に流入し、この内側排気ガス通路１４１に流入した排気ガスが空間Ｋを介して外側排気ガス通路１４２を通過して、外筒部１５の下流側端の排出口１５１から排出される。また、内側排熱回収通路１３１と外側排熱回収通路１３２とは、第２筒部材１５ｂおよび第３筒部材１５ｃを複数箇所において貫通する貫通孔Ｈ，Ｈ，…によって冷却水が流通可能に連通している。

また、外筒部１５の斜め下部付近には、排熱回収通路１３に冷却水を流入させる流入部１５２が設けられている一方、外筒部１５の上部には、排熱回収通路１３から冷却水を流出させる流出部１５３が設けられている。流入部１５２には、冷却水導入ホース１５４が接続されている。また、流出部１５３には、冷却水排出ホース１５５が接続されている。

上記流出部１５３は、第２筒部材１５ｂと第３筒部材１５ｃとの間の周方向３箇所の外側排気ガス通路１４２，１４２，…のうちの上側において互いに相隣なる外側排気ガス通路１４２，１４２同士の間に位置している。また、上記流入部１５２は、上側の一方の外側排気ガス通路１４２（図２および図３では右上側の外側排気ガス通路１４２）と下側の外側排気ガス通路１４２との間に位置している。

そして、上記流入部１５２には、冷却水導入ホース１５４の先端（下流端）が貫通孔Ｈを介して第１筒部材１５ａに接する位置まで導出され、その冷却水導入ホース１５４の先端部に、流入部１５２から流入される冷却水の内側排熱回収通路１３１への流入量を外側排熱回収通路１３２への流入量よりも多くする流入量調整手段１７が設けられている。この流入量調整手段１７は、冷却水導入ホース１５４の先端部において内側排熱回収通路１３１および外側排熱回収通路１３２にそれぞれ対応する位置で開口する複数の内側孔１７１および外側孔１７２を備えている。そして、図４の（ａ）および（ｂ）に示すように、内側排熱回収通路１３１に対応する位置で開口する内側孔１７１の径Ｌ１は、外側排熱回収通路１３２に対応する位置で開口する外側孔１７２の径Ｌ２よりも開口面積が大きくなるように大径（Ｌ１＞Ｌ２）に形成されている。この場合、内側孔１７１は、冷却水導入ホース１５４の先端部における周方向３箇所に設けられているのに対し、外側孔１７２は、冷却水導入ホース１５４の先端部における周方向４箇所に設けられ、内側孔１７１と外側孔１７２とは、個数に差があるものの、互いの径の差によって各内側孔１７１の開口面積が各外側孔１７２の開口面積が大きくなっている。

したがって、上記実施例１では、第２筒部材１５ｂと第３筒部材１５ｃとの間に位置する外側排気ガス通路１４２が排熱回収通路１３の外周側寄りに配置されているので、排熱回収通路１３の外側排気ガス通路１４２よりも内周側の容積つまり第１筒部材１５ａと第２筒部材１５ｂとの間に位置する内側排熱回収通路１３１の容積は、排熱回収通路１３の外側排気ガス通路１４２よりも外周側の容積つまり第３筒部材１５ｃと第４筒部材１５ｄとの間に位置する外側排熱回収通路１３２の容積に比して相対的に拡大されて大きくなる。そのため、排熱回収通路１３の外側排気ガス通路１４２よりも内周側の内側排熱回収通路１３１を流通する冷却水が、内側排気ガス通路１４１および外側排気ガス通路１４２を流通する排気との熱交換によって排気熱の回収効率が一方的に高くなることはない。しかも、排熱回収通路１３の外側排気ガス通路１４２よりも外周側の外側排熱回収通路１３２の容積は小さくなり、この容積の小さな外側排熱回収通路１３２を流通する冷却水が、外側排気ガス通路１４２を流通する排気と熱交換されて、冷却水による排気熱の回収効率が一方的に低くなることがない。これにより、排熱回収通路１３の外側排気ガス通路１４２よりも内周側の内側排熱回収通路１３１と外周側の外側排熱回収通路１３２とでの冷却水による排気熱の回収効率に差が生じることがなく、排熱回収通路１３の外側排気ガス通路１４２よりも内周側の内側排熱回収通路１３１および外周側の外側排熱回収通路１３２での冷却水による吸熱がほぼ均等に行えて、冷却水による排気熱の吸熱効率を高めることができる。

更に、冷却水導入ホース１５４の先端部において内側排熱回収通路１３１に対応する位置で開口する内側孔１７１の径Ｌ１が、外側排熱回収通路１３２に対応する位置で開口する外側孔１７２の径Ｌ２よりも開口面積が大きくなるように大径（Ｌ１＞Ｌ２）に形成されているので、冷却水導入ホース１５４から流入される冷却水の内側排熱回収通路１３１への流入量が外側排熱回収通路１３２への流入量よりも多くなる。これにより、排熱回収通路１３の外側排気ガス通路１４２よりも内周側の内側排熱回収通路１３１に流入した冷却水は、排熱回収通路１３の外側排気ガス通路１４２よりも外周側の外側排熱回収通路１３２に流入した冷却水に比して曲率が小さいために滞りやすい傾向にあるものの、冷却水の流入量が多いために滞ることが抑制され、排熱回収通路１３の外側排気ガス通路１４２よりも内周側の内側排熱回収通路１３１への流入量が多い冷却水による排気熱の吸熱効率を高める上で非常に有利なものとなる。

次に、本発明の実施例２を図５および図６に基づいて説明する。

この実施例では、排熱回収通路、排気ガス通路および外筒部の構成を変更している。なお、排熱回収通路、排気ガス通路および外筒部を除くその他の構成は、上記実施例１の場合と同じであり、同一部分については同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。

すなわち、本実施例２では、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、内筒部１１は単筒の円筒状部材により形成されている。外筒部１５は、その上流側端部に内筒部１１と同心円上で略同一径の内側筒１５ｆを備えている。この内側筒１５ｆの上流側端部には、上流側の排気系構成部材に接続される排気ガス導入口１１１が形成され、この排気ガス導入口１１１から内側筒１５ｆ内に排気ガスが導入されるようになっている。また、内筒部１１の下流側端部の開口部１１２には、バルブ受け座１１３が形成されている。このバルブ受け座１１３に上記バルブ本体１２が嵌脱自在に嵌り込んで内筒部１１の開口部１１２が開閉されるようになっている。そして、外筒部１５の下流側端部は、内筒部１１の下流側端部におけるバルブ本体１２の配置箇所よりもさらに下流側に延出している。

また、外筒部１５の内側筒１５ｆの下流側端部と、内筒部１１の上流側端部との間には、隙間Ｓが形成されている。そして、上記内筒部１１の上流側端部付近および下流側端部付近には、円環形状の仕切板１１ｃ，１１ｃが半径方向外方に向かってそれぞれ突設され、その各仕切板１１ｃの外周端が外筒部１５に接合されることによって、外筒部１５の内側筒１５ｆの下流側端部と内筒部１１の上流側端部との間に仕切板１１ｃ，１１ｃによって区画された排熱回収通路１３が構成されている。また、図６にも示すように、排気ガス通路１４は、複数の円管形状の分岐排気管１４３，１４３，…を備えている。これらの分岐排気管１４３は、排熱回収通路１３の内部を周方向所定間隔おきに内筒部１１の軸線と平行に延びて仕切板１１ｃ，１１ｃ間を貫通していて、それぞれ内部に排気ガスが流通するようになっている。各分岐排気管１４３は、それぞれ排熱回収通路１３の外周側寄り（外筒部１５寄り）に配置されている。

そして、上記排熱回収通路１３に対する流入部１５２からの冷却水の流入軸線ｘ１と、排熱回収通路１３からの流出部１５３に対する冷却水の流出軸線ｙ１との間には、当該両軸線ｘ１，ｙ１でなす角度が鋭角（例えば９０°）に設定された鋭角領域ｚ１が設けられている。上記流入部１５２には、その流入部１５２から流入軸線ｘ１に沿って流入された冷却水の上記鋭角領域ｚ１側への流入量よりも上記鋭角領域ｚ１とは逆向きの反鋭角領域ｚ２側への流入量を多くする流入方向調整手段１８が設けられている。この流入方向調整手段１８は、冷却水導入ホース１５４の先端部において鋭角領域ｚ１および反鋭角領域ｚ２側にそれぞれ対応する位置で開口する鋭角領域側孔１８１および反鋭角領域側孔１８２を備えている。そして、反鋭角領域ｚ２に対応して開口する反鋭角領域側孔１８２の径Ｍ２は、鋭角領域ｚ１に対応して開口する鋭角領域側孔１８１の径Ｍ１よりも開口面積が大きくなるように大径（Ｍ１＜Ｍ２）に形成されている。この場合、冷却水導入ホース１５４の先端は閉塞されている。

したがって、上記実施例２では、排熱回収通路１３において反鋭角領域ｚ２側に開口する反鋭角領域側孔１８２の開口面積を、鋭角領域ｚ１側に開口する鋭角領域側孔１８１の開口面積よりも大きくなるように反鋭角領域側孔１８２の径Ｍ２を鋭角領域側孔１８２の径Ｍ１よりも大径（Ｍ１＜Ｍ２）に形成する流入方向調整手段１８によって、流入部１５２から流入軸線ｘ１に沿って流入される冷却水の鋭角領域ｚ１側への流入量よりも反鋭角領域ｚ２側への流入量が多くなる。これにより、反鋭角領域ｚ２側へ流入した冷却水は、流出部１５３までの周方向の距離が長くなるために冷却水が滞って熱交換が促進され難い傾向にあるものの、冷却水の流入量が多いために滞ることが抑制され、流出部１５３に近い鋭角領域ｚ１側に流入する冷却水と流出部１５３から遠い反鋭角領域ｚ２側に流入する冷却水とによる熱交換の不均衡を抑制することができる。

なお、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、上記実施例２では、反鋭角領域側孔１８２の径Ｌ２を鋭角領域側孔１８１の径Ｌ１よりも大径に形成した流入方向調整手段１８を用いたが、図７および図８に示すように、排熱回収通路１３に対する冷却水の流入軸線ｘ２を、排熱回収通路１３に対する冷却水の流出軸線ｙ２に対し交叉させていると共に、その流出軸線ｙ２の流出部１５３側（鋭角領域側ｚ１）の交叉角度α１を反流出部側（反鋭角領域ｚ２側）の交叉角度α２よりも小さくなるように流出部１５３側に傾斜させた流入方向調整手段１９が用いられていてもよい。また、図９に示すように、排気通路１１の軸線ｐを流出部１５３側に偏芯させるとともに、各分岐排気管１４３を排熱回収通路１３の内部における半径方向略中間位置にそれぞれ位置付けて配置した流入方向調整手段２０が用いられていてもよい。更に、図１０に示すように、流入部としての冷却水導入ホース１５４の先端部を排気通路１１の外周面近傍まで延出させるとともに、その冷却水導入ホース１５４の先端部を反流出部側（反鋭角領域ｚ２側）に大きく開口するようにテーパ状に切り欠いた切欠部２１１を有してなる流入方向調整手段２１が用いられていてもよい。

また、上記各実施例では、冷却水導入ホース１５４の先端部において内側排熱回収通路１３１に開口する内側孔１７１の径Ｌ１を、外側排熱回収通路１３２に開口する外側孔１７２の径Ｌ２よりも開口面積が大きくなるように大径に形成したり、冷却水導入ホース１５４の先端部において反鋭角領域ｚ２側に開口する反鋭角領域側孔１８２の径Ｍ２を、鋭角領域ｚ１側に開口する鋭角領域側孔１８１の径Ｍ１よりも大径に形成したが、内側孔および外側孔、または鋭角領域側孔および反鋭角領域側孔をそれぞれ複数設け、その複数の孔の総個数によって所望する孔の開口面積を大きく確保して流入量に差を持たせるようにしてもよいのはもちろんである。

本実施の実施例１に係る内燃機関の排熱回収装置の縦断側面図である。 同じく図１のＡ−Ａ線における断面図である。 同じく図１のＢ−Ｂ線における断面図である。 同じく（ａ）は冷却水導入ホースの先端部の内側孔付近での断面図であり、（ｂ）は冷却水導入ホースの先端部の外側孔付近での断面図である。 本実施の実施例２に係る内燃機関の排熱回収装置の縦断側面図であって、（ａ）は排気系バルブの開放状態を示し、（ｂ）は排気系バルブの閉塞状態を示している。 同じく図５の（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。 実施例２の変形例に係る内燃機関の排熱回収装置の図６相当図である。 実施例２のその他の変形例に係る内燃機関の排熱回収装置の図６相当図である。 実施例２のその他の変形例に係る内燃機関の排熱回収装置の図６相当図である。 実施例２のその他の変形例に係る内燃機関の排熱回収装置の図６相当図である。

符号の説明

１ 排熱回収装置
１１ 内筒部（排気通路）
１３ 排熱回収通路
１４２ 外側排気ガス通路（分岐排気管）
１４３ 分岐排気管
１５２ 流入部
１５３ 流出部
１５４ 冷却水導入ホース（流入部）
１７ 流入量調整手段
１７１ 内側孔（孔）
１７２ 外側孔（孔）
ｘ１ 流入軸線
ｙ１ 流出軸線
ｚ１ 鋭角領域
ｚ２ 反鋭角領域
１８ 流入方向調整手段
１８１ 鋭角領域側孔（孔）
１８２ 反鋭角領域側孔（孔）
１９ 流入方向調整手段
ｘ２ 流入軸線
ｙ２ 流出軸線
α１ 流出軸線の流出部側の交叉角度
α２ 流出軸線の反流出部側の交叉角度
２０ 流入方向調整手段
ｐ 排気通路の軸線
２１ 流入方向調整手段
２１１ 切欠部

Claims (8)

1. 内燃機関の排気通路の内部を流れる排気と熱交換媒体との間で熱交換を行って排気熱を回収する内燃機関の排熱回収装置において、
   上記排気通路の外周面には、その外周面に沿って熱交換媒体を流通させる略環状の排熱回収通路が設けられているとともに、
   上記排熱回収通路の内部には、上記排気通路から分岐した分岐排気管が設けられており、
   上記分岐排気管は、上記排熱回収通路の外周側寄りに配置されていることを特徴とする内燃機関の排熱回収装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の排熱回収装置において、
   上記排熱回収通路は、この排熱回収通路に熱交換媒体を流入させる流入部と、上記排熱回収通路から熱交換媒体を流出させる流出部とを備え、
   上記流入部には、その流入部から流入される熱交換媒体の上記分岐排気管よりも内周側への流入量を上記分岐排気管よりも外周側への流入量よりも多くする流入量調整手段が設けられていることを特徴とする内燃機関の排熱回収装置。
3. 請求項２に記載の内燃機関の排熱回収装置において、
   上記流入量調整手段は、上記排熱回収通路において上記分岐排気管よりも内周側および外周側にそれぞれ開口する複数の孔を備え、
   上記各孔のうちの上記分岐排気管よりも内周側に開口する孔は、上記分岐排気管よりも外周側に開口する孔よりも開口面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする内燃機関の排熱回収装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の排熱回収装置において、
   上記排熱回収通路に対する上記流入部からの熱交換媒体の流入軸線と、上記排熱回収通路からの上記流出部に対する熱交換媒体の流出軸線との間には、当該両軸線でなす角度が鋭角に設定された鋭角領域が設けられており、
   上記流入部には、その流入部から流入軸線に沿って流入された熱交換媒体の上記鋭角領域側への流入量よりも上記鋭角領域とは逆向きの反鋭角領域側への流入量を多くする流入方向調整手段が設けられていることを特徴とする内燃機関の排熱回収装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関の排熱回収装置において、
   上記流入方向調整手段は、上記排熱回収通路において上記鋭角領域側および上記反鋭角領域側にそれぞれ開口する複数の孔を備え、
   上記各孔のうちの上記反鋭角領域側に開口する孔は、上記鋭角領域側に開口する孔よりも開口面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする内燃機関の排熱回収装置。
6. 請求項４に記載の内燃機関の排熱回収装置において、
   上記流入方向調整手段は、上記排熱回収通路に対する熱交換媒体の流入軸線を、上記排熱回収通路に対する熱交換媒体の流出軸線に対し交叉させていると共に、その流出軸線の流出部側の交叉角度を反流出部側の交叉角度よりも小さくなるように流出部側に傾斜させていることを特徴とする内燃機関の排熱回収装置。
7. 請求項４に記載の内燃機関の排熱回収装置において、
   上記流入方向調整手段は、上記排気通路の軸線を上記流出部側に偏芯させるとともに、上記分岐排気管を上記排熱回収通路の内部における半径方向略中間位置に位置付けて配置していることを特徴とする内燃機関の排熱回収装置。
8. 請求項４に記載の内燃機関の排熱回収装置において、
   上記流入方向調整手段は、上記流入部を上記排気通路の外周面近傍まで延出させるとともに、その流入部の延出端を反鋭角領域側に大きく開口するようにテーパ状に切り欠いた切欠部を備えていることを特徴とする内燃機関の排熱回収装置。

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