JP2010031669A - 排気熱回収器 - Google Patents

Abstract

【課題】サーモアクチュエータを利用したバルブ開閉装置を備えた排気熱回収器において、作動反力によるバルブ開閉装置の変形を防止し、もってその信頼性を大幅に向上させること。
【解決手段】第１のケース２１８の第１の開口部が設けられている方の一方端部を、ブラケット３００を介して排気熱回収器本体に固定する一方で、第１の開口部が設けられていない方の他方端部側を、冷却水導入用配管１１３を介して排気熱回収器本体に固定し、バルブ開閉装置の作動反力がブラケット３００および冷却水導入用配管１１３を介して排気熱回収器本体に伝達されるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の排気系に設けられる排気熱回収器に関する。特に、排気熱回収器を循環する冷却水などの熱媒体の熱影響を受けて膨張収縮する熱膨張体を利用してバルブを開閉するバルブ開閉装置を備えた排気熱回収器に関する。

従来より、自動車用エンジンの排気ガスの熱を回収する機器として、排気熱回収器が知られており、このような、排気熱回収器は、排気管の途中に設置される（たとえば、特許文献１を参照。）。

エンジンの排気ガスは、排気管の途中に設置された排気熱回収器を通過する際に、排気熱回収器を循環するエンジンの冷却水との間で熱交換を行なう。排気熱回収器を循環するエンジン冷却水によって回収された排気熱は、たとえば、車室内の暖房に利用される。また、エンジンの暖機運転を早期に完了させるために、エンジンの冷間時（たとえば、エンジンの始動初期時）に排気熱を回収して冷却水温度を急速に上昇させることも行なわれる。

特許文献１に開示されている排気熱回収器は、排気熱の熱回収効率を調節するためのバルブを備えており、そのバルブは、サーモアクチュエータの伸縮作動によって開閉されるようになっている。すなわち、サーモアクチュエータは、エンジンの冷却水の温度に応じてバルブを開閉作動させるものであり、エンジンの冷間時にはバルブを閉じて排気熱の熱回収効率を高め、エンジンの暖機が終了する頃にバルブを開放して排気熱の熱回収効率を抑えるように作動する。
特開２００８−２５３８０号公報

ところで、サーモアクチュエータを利用したバルブ開閉装置を備えた排気熱回収器には、以下の問題点が指摘されている。

サーモアクチュエータでバルブを駆動させてガス路を切り替えるとき、サーモアクチュエータの推力を回転運動に変換されることが求められるが、バルブには、回収時の保持力以上の推力が作用することから、作動反力による変形、たわみ、ひいては出力ロッドの作動ストロークの保証が必要となり、そのためには十分なスペースが必要であったり、弁開閉装置のサイズの大型化につながったりする。その結果、コスト的にもスペース的にも制約を受ける。

これは、排気熱回収器の回収／非回収を排気ガスの動圧および冷却水（熱媒体）の温度によって制御するとき、規定の動圧に耐える保持力をバルブに付与しているため、熱媒体温度駆動に大きな駆動力が必要となり、弁開閉装置自体の保持力、出力ロッドの保持力、および出力ロッドをたわませる反力の低減のバランスが求められるからである。たとえば、動作を安定させようとすれば、バルブを大型にして作動角を少なくするか、あるいは弁開閉装置を大型にして多少の変形があっても十分に動作するストロークを確保するしかないのが実情である。

本発明は、上記に鑑みなされたもので、サーモアクチュエータを利用したバルブ開閉装置を備えた排気熱回収器において、作動反力によるバルブ開閉装置の変形を防止し、もってその信頼性を大幅に向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかる排気熱回収器は、排気熱回収器本体を循環する熱媒体の熱影響を受けて熱膨張体を膨張収縮させることにより、出力部を伸縮させるサーモアクチュエータと、前記出力部の伸縮動作に連動するように設けられたロッドと、前記ロッドの先端部に押圧されて排気熱回収器本体に設けられているバルブを動作させる動力伝達機構と、前記サーモアクチュエータを収容するためのものであり、筒体をなすとともにその一方に前記サーモアクチュエータを出し入れ可能な第１の開口部が設けられた第１のケースと、前記ロッドを収容するためのものであり、筒体をなすとともにその一方に前記ロッドを出し入れ可能な第２の開口部が設けられた第２のケースとを有し、前記第１および第２のケースは、前記第１の開口部と前記第２の開口部とを重ね合わせた状態で互いに着脱可能に固定されている、バルブ開閉装置を備えた排気熱回収器であって、前記第１のケースの前記第１の開口部が設けられている方の一方端部は、ブラケットを介して前記排気熱回収器本体に固定されている一方、前記第１の開口部が設けられていない方の他方端部側は、熱媒体導入用配管を介して前記排気熱回収器本体に固定されている。

上記構成において、第１のケースの第１の開口部が設けられている方の一方端部を、ブラケットを介して排気熱回収器本体に固定する一方で、第１の開口部が設けられていない方の他方端部側を、熱媒体導入用配管を介して排気熱回収器本体に固定しているので、バルブ開閉装置の作動反力は、上記のブラケットおよび熱媒体導入用配管を介して排気熱回収器本体に伝達される。これにより、作動反力によるバルブ開閉装置の変形が防止され、その信頼性が大幅に向上する。

また、上記排気熱回収器において、前記第２のケースは、前記第２の開口部が設けられた第１のケース部材と、この第１のケース部材の他方端部に装着された第２のケース部材とを含み、前記第１および第２のケース部材の他方端面には、それぞれ、ロッド貫通孔が形成され、前記第１のケース部材側のロッド貫通孔には、環状形状をなすラバーシールが装着されれるとともに、前記第２のケース部材側のロッド貫通孔には、環状形状をなす保持部材が装着され、前記ロッドは、前記ラバーシールおよび前記保持部材によって摺動自在に保持されている。

上記構成において、第１のケース部材側のロッド貫通孔に環状形状をなすラバーシールを装着するとともに、第２のケース部材側のロッド貫通孔に環状形状をなす保持部材を装着し、ロッドを、これらラバーシールおよび保持部材によって摺動自在に保持しているので、ロッドの保持力が担保される。

さらに、上記排気熱回収器において、前記ロッドの基端部の遠心側には、円周方向に延在する鍔部が形成され、前記ロッドは、当該ロッドの鍔部と前記第１のケース部材との接触、ならびに前記ラバーシールおよび前記保持部材の２部材で支えられている。

上記構成において、ロッドを、当該ロッドの鍔部と第１のケース部材との接触、ならびに上記ラバーシールおよび保持部材の２部材で支えているので、ロッドをたわませる反力を低減させることができる。

本発明によると、サーモアクチュエータを利用したバルブ開閉装置を備えた排気熱回収器において、作動反力によるバルブ開閉装置の変形を防止し、もってその信頼性を大幅に向上させることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図４は本発明の実施の形態における、排気熱回収器１００を示している。この排気熱回収器１００は、たとえば、自動車のエンジンなどの排気系の一部を構成するものとして設置される。図１は排気熱回収器１００の側面図、図２は排気熱回収器１００の平面図、図３は図１のＡ−Ａ断面図、図４は排気熱回収器１００の縦断面図である。

＜排気熱回収器＞
排気熱回収器１００は、内筒部１０２、バルブ１０３、冷却水流路１０４ａ，１０４ｂ、熱回収排気ガス流路１０５ａ，１０５ｂおよび外筒部１０６などで主に構成されている。内筒部１０２および外筒部１０６は、いわゆる排気管であり、排気熱回収器１００の本体を構成している。

内筒部１０２の排気系上流側（以下、単に「上流側」という。）端部には、上流側の構成部材に接続され、上流側から排気ガスが導入される排気ガス導入口１０２ａが形成されている。一方、内筒部１０２の排気系下流側（以下、単に「下流側」という。）端部の開口部１０２ｂには、バルブ受座１０２ｃが形成されている。このバルブ受座１０２ｃにバルブ１０３が嵌脱自在に嵌まり込んで内筒部１０２の開口部１０２ｂが開閉される。また、内筒部１０２の下流側（バルブ１０３より少し上流側）には、内筒部１０２の内外空間を連通する多数の連通孔１０２ｄが形成されている。

冷却水流路１０４ａ，１０４ｂおよび熱回収排気ガス流路１０５ａ，１０５ｂは、内筒部１０２と外筒部１０６との間に形成されている。つまり、内筒部１０２より外側に向かって順に、内側熱回収排気ガス流路１０５ａ、内側冷却水流路１０４ａ、外側熱回収排気ガス流路１０５ｂおよび外側冷却水流路１０４ｂが形成されている。内側冷却水流路１０４ａと外側冷却水流路１０４ｂとは、複数箇所において連通部Ｈにより冷却水（熱媒体）が流通可能なように連通されている。

外筒部１０６は、外側冷却水流路１０４ｂの外周壁を構成するとともに、バルブ１０３の配置箇所よりさらに下流側へ延出している。外筒部１０６の下流側端部には、この排気熱回収器１００の下流側の排気系構成部材と接続され、外筒部１０６内を通過した排気ガスを排出する排出口１０６ａが形成されている。なお、外筒部１０６の上流側端部と内筒部１０２の外周面との間は、閉塞部材１０９によって、内筒部１０２の外周面と内側冷却水流路形成部材１０７の下流側端部との間は、閉塞部材１１０によって、それぞれ閉塞されており、導入された排気ガスが所望の流路へ案内されるようになっている。

外筒部１０６には、バルブ１０３を開閉するためのバルブシャフト２０１が貫通されている。外筒部１０６のバルブシャフト２０１の貫通部およびその近傍には、図３に示すような、内方に向かってくびれた、くびれ部１０６Ａが形成されている。

一方、図１および図２に示すように、外筒部１０６の側底部には、内側冷却水流路１０４ａおよび外側冷却水流路１０４ｂに連通し、これら冷却水流路１０４ａ，１０４ｂに冷却水を導入する冷却水導入用配管１１３が接続されている。また、外筒部１０６の上部には、外側冷却水流路１０４ｂに連通し、加熱された冷却水を排出するための冷却水排出用配管１１４が接続されている。

＜排気熱回収器のバルブ開閉装置＞
つぎに、排気熱回収器１００のバルブ１０３の開閉装置について詳細に説明する。

排気熱回収器１００のバルブ１０３は、サーモアクチュエータ２１５の駆動力が後述するロッド２１３および動力伝達機構を介して伝達されることにより開閉動作するようになっている。

上記サーモアクチュエータ２１５は、図５に示すように、熱膨張体２２１、熱膨張体ケース２２２、受圧部材２２３、出力ピストン部２２４およびオーリング２２５などを備えており、排気熱回収器１００を循環する冷却水（熱媒体）の熱影響を受けて熱膨張体２２１を膨張収縮させることにより出力ピストン部２２４を伸縮させる。

熱膨張体２２１には、たとえば、ワックスが使用される。

熱膨張体ケース２２２は、熱膨張体２２１を密閉内蔵している。熱膨張体ケース２２２には、たとえば、ステンレス鋼などの熱伝導性および耐食性に優れた材料が使用されることが望ましい。また、熱膨張体ケース２２２の外周部には、オーリング溝２２２ａが形成され、そこにオーリング２２５が装着されている。

受圧部材２２３には、出力ピストン部２２４を内蔵したゴムなどの可撓性材料が使用されている。この受圧部材２２３は、熱膨張体２２１内に配置されており、熱膨張体２２１の膨張収縮に伴って変形し、出力ピストン部２２４を軸線方向へ移動させる。すなわち、熱膨張体２２１が膨張すると、受圧部材２２３は、熱膨張体２２１の圧力上昇によって変形して、出力ピストン部２２４を伸長（図中右側へ前進移動）させる。一方、熱膨張体２２１が収縮すると、受圧部材２２３は、熱膨張体２２１の圧力低下によって変形して、出力ピストン部２２４を収縮（図中左側へ移動）させる。

出力ピストン部２２４は、サーモアクチュエータ２１５の出力部であり、上記受圧部材２２３に内蔵されている。この出力ピストン部２２４の先端部２２４ａは、図示するように、軸線方向へ略半球状に膨出した形状をしている。

上記のサーモアクチュエータ２１５は、第１のケース２１８に嵌挿収容されている。この第１のケース２１８は、筒体をなし、その一方の開口部は、サーモアクチュエータ２１５を出し入れ可能な第１の開口部２１８ｃとなっており、他方の開口部は、冷却水導入用配管１１３から冷却水を導入する冷却水導入口２１８ａとなっている。また、第１のケース開口部２１８ｃの遠心側には、フランジ部２１８ｄおよびブラケット３００が形成されており、図１および図２に示すように、第１のケース２１８は、このフランジ部２１８ｄを介して、後述する第２のケース２１９に固定されている。また、第１のケース２１の第１の開口部２１８ｃが設けられている方の一方端部は、上記ブラケット３００を介して外筒部１０６（排気熱回収器本体）に固定されているとともに、冷却水導入口２１８ａが設けられている方（第１の開口部２１８ｃが設けられていない方）の他方端部側は、上記冷却水導入用配管１１３を介して外筒部１０６（排気熱回収器本体）に固定されている。

第１のケース２１８は、冷却水導入用配管１１３の途中位置に介設されており、排気熱回収器１００を循環する冷却水が第１のケース２１８内を通過するようになっている。少なくとも、冷却水導入用配管１１３の第１のケース２１８より下流側を構成する配管（以下、「下流側配管」ともいう。）には、ステンレス鋼管などの剛性の高い材料が使用されており、上記したように、第１のケース２１８を外筒部１０６（排気熱回収器本体）に固定する役割を果たしている。なお、下流側配管の下流端部は、冷却水流路１０４ａ，１０４ｂ内に通じている。

第１のケース２１８の冷却水導入口２１８ａには、エレメント係止部材２２７が固設されている。このエレメント係止部材２２７は、サーモアクチュエータ２１５の熱膨張体ケース２２２の軸線方向（図中左側）への移動を係止する。エレメント係止部材２２７は、多孔を有しているため、冷却水導入口２１８ａから導入される冷却水は、エレメント係止部材２２７の多孔を通過して第１のケース２１８内に流入するようになっている。

排気熱回収器１００を循環する冷却水は、第１のケース２１８の冷却水導入口２１８ａより導入され、熱膨張体ケース２２２の周囲に充填される。冷却水は、この熱膨張体ケース２２２を介して熱膨張体２２１に熱影響を及ぼした後、冷却水排出口２１８ｂから外筒部１０６内の冷却水流路１０４ａ，１０４ｂへ送出される。なお、第１のケース２１８の冷却水導入口２１８ａより導入された冷却水は、オーリング２２５によって第１のケース開口部２１８ｃから外に漏出しないようになっている。

上記ロッド２１３は、たとえば、図５に示すように、その基端部の軸線近傍に、出力ピストン部２２４によって押圧される押圧部２１３ａが形成されている。この押圧部２１３ａは、軸線方向へ錐状に窪んだ形状をしている。これにより、出力ピストン部２２４が軸線上で押圧部２１３ａを押圧し易くなるとともに、後述するサーモアクチュエータなどのメンテナンス作業の簡易化が図られる。さらに、ロッド２１３の基端部の遠心側には、円周方向に沿ってフランジ状に延在した鍔部２１３ｂが形成されている。この鍔部２１３ｂは、後述する圧縮コイルスプリング２２８の係合部として機能する。

このロッド２１３は、サーモアクチュエータ２１５の出力ピストン部２２４の伸縮動作に連動するように設けられている。すなわち、サーモアクチュエータ２１５の出力ピストン部２２４の先端部２２４ａによって、ロッド２１３の押圧部２１３ａが押圧可能な位置に配置されており、さらに、ロッド２１３をサーモアクチュエータ２１５の出力ピストン部２２４側へ押圧する押圧部材として圧縮コイルスプリング（以下、単に「コイルスプリング」という。）２２８が設けられている。

第２のケース２１９は、第１のケース部材２１９ｅおよび第２のケース部材２１９ｆを備え、筒体をなしている。

上記ロッド２１３およびコイルスプリング２２８は、第２のケース２１９の第１のケース部材２１９ｅ内に設けられている。この第１のケース部材２１９ｅの一方の開口部は、ロッド２１３およびコイルスプリング２２８を出し入れ可能な第２の開口部２１９ａとなっており、他方の開口部は、ロッド２１３の貫通孔（以下、単に「ロッド貫通孔」という。）２１９ｄとなっている。このロッド貫通孔２１９ｄが設けられている第１のケース部材２１９ｅの他方端部には、第２のケース部材２１９ｆが装着される。この第２のケース部材２１９ｆの他方開口部も、ロッド２１３の貫通孔（以下、単に「ロッド貫通孔」という。）２１９ｇとなっている。

すなわち、第２のケース２１９は、第２の開口部２１９aが設けられた第１のケース部材２１９ｅと、この第１のケース部材２１９ｅの他方端部に装着された第２のケース部材２１９ｆとを含んだ筒体であり、第１および第２のケース部材２１９ｆの他方端面には、それぞれ、ロッド貫通孔２１９ｄ，２１９ｇが形成されている。そして、第１のケース部材２１９ｅ側のロッド貫通孔２１９ｄには、環状形状をなすラバーシール２３０が装着されれるとともに、第２のケース部材２１９ｆ側のロッド貫通孔２１９ｇには、環状形状をなす樹脂製の保持部材４００が装着されている。これらラバーシール２３０および保持部材４００によって、上記ロッド２１３が摺動自在に保持されている。これにより、ロッド２１３と第１および第２のケース部材２１９ｆのロッド貫通孔２１９ｇとの隙間が埋められ、第２のケース２１９の外から第２のケース２１９内への粉塵などの侵入の防止が図られる。

また、上記ロッド２１３は、当該ロッド２１３の鍔部２１３ｂと第１のケース部材２１９ｅとの接触、ならびに上記ラバーシール２３０および保持部材４００の２部材で支えられている。

上記第１のケース部材２１９ｅの第２の開口部２１９ａの周囲には、第１のケース２１８に固定するためのフランジ部２１９ｂが設けられており、このフランジ部２１９ｂと第１のケース２１８のフランジ部２１８ｄとがシールガスケット２２０を挟んでボルト２２６ａおよびナット２２６ｂなどの締結具によって締結固定されている。つまり、第１のケース２１８および第２のケース２１９は、第１の開口部２１８ｃと第２の開口部２１９ａとを重ね合わせた状態で互いに着脱可能に固定されている。

上記コイルスプリング２２８は、一端部がロッド２１３の基端部側に形成されたスプリング係合部（鍔部）２１３ｂに係合され、他端部が第２のケース２１９の第１のケース部材２１９ｅのロッド貫通孔２１９ｄの内側に設けられたスプリングリテーナ２１９ｃに係合されている。

上記動力伝達機構は、ロッド２１３の先端部２１３ｃに押圧されて排気熱回収器１００に設けられているバルブ１０３を開側へ動作させるものである。この動力伝達機構は、バルブ１０３を開閉作動させるために軸線回りに回動するバルブ１０３が固定されたバルブシャフト２０１、このバルブシャフト２０１に固設されたシャフトレバー２１４などで構成されている。

図３に示すように、バルブ１０３の一側部は、バルブシャフト２０１にビスなどの固定具２０２にて固定されており、バルブシャフト２０１が正逆方向へ回転されることにより、バルブ１０３は外筒部１０６内で開閉動作を行なうようになっている。

バルブシャフト２０１は、その一端側が斜め下方に向かって外筒部１０６を貫通している。バルブシャフト２０１は、外筒部１０６のくびれ部１０６Ａ，１０６Ａ間に架設されたシャフトケース２０３内に収容されており、シャフトケース２０３内の両端付近に固定された軸受２０４，２０４，２０５に回転自在に支持されている。なお、シャフトケース２０３も外筒部１０６を貫通している。また、シャフトケース２０３の中間部には、バルブ１０３の可動領域を確保するための窓部２０３ａが形成されている。

軸受２０４，２０４の間には、排気ガスの漏出を抑えるラビリンス２０６が嵌め込み装着されている。一方、シャフトケース２０３の斜め上方の開口は、密閉キャップ２０７により密閉され、排気ガスが外筒部１０６から上記開口を通じて外へ漏出しないようになっている。

シャフトケース２０３およびバルブシャフト２０１の斜め下端側の周囲には、バルブシャフト２０１を、バルブ１０３が閉塞する方向へ回転付勢するねじりコイルスプリング（以下、単に「コイルスプリング」という。）２０９が配設されている。このコイルスプリング２０９の一端は、シールド２１０に係合され、他端は、バルブシャフト２０１の露出部２０１ａの先端に固設されたばね係合部２１１（図５参照）に係合されている。なお、上記シールド２１０は、コイルスプリング２０９およびシャフトレバー２１４を覆ってこれらを撥ね泥および撥ね水などから保護するものである。

上記バルブシャフト２０１の斜め下端部には、シャフトレバー２１４が固設されている。このシャフトレバー２１４は、ロッド２１３の先端部２１３ｃによって押圧可能な位置に配設され、ロッド２１３の軸線方向押圧力を受けると、ロッド２１３の移動量に応じてバルブシャフト２０１およびバルブ１０３が開側へ回転するようになっている。なお、本実施の形態では、シャフトレバー２１４として、カム状のものが使用されている。

＜排気熱回収器のバルブの動作＞
以下、排気熱回収器１００を循環する冷却水の温度に応じて開閉するバルブ１０３の動作原理について説明する。

排気熱回収器１００を循環する冷却水は、第１のケース２１８の冷却水導入口２１８ａより、第１のケース２１８内に導入され、熱膨張体ケース２２２を介して熱膨張体２２１に熱影響を及ぼす。

冷却水の温度上昇過程では、熱膨張体２２１の温度も上昇し、熱膨張体２２１は膨張するため、出力ピストン部２２４が伸長する。そして、図６に示すように、出力ピストン部２２４は、ロッド２１３の押圧部２１３ａを押圧してロッド２１３を第２のケース２１９から伸長させる。ロッド２１３が伸長することで、ロッド２１３の先端部２１３ｃは、コイルスプリング２０９の付勢力に抗してシャフトレバー２１４を押圧し、シャフトレバー２１４およびバルブシャフト２０１を回転させる。このバルブシャフト２０１の回転に伴ってバルブ１０３は開側へ動作する。なお、シャフトレバー２１４の形状（カム形状）は、排気熱回収器１００の熱回収効率が冷却水の温度に応じて最適な値となるように設定されている。

バルブ１０３が全開放されると、内筒部１０２へ導入された排気ガスの大部分は内筒部１０２を通過して外筒部１０６の排出口１０６ａに接続された下流側の排気系構成部材へと排出される。その結果、排気ガスの熱回収率は低下する。

一方、冷却水の温度下降過程では、熱膨張体２２１の温度も下降し、熱膨張体２２１は収縮するため、出力ピストン部２２４が収縮する。そして、ロッド２１３は、コイルスプリング２２８の押圧力によって第２のケース２１９内に収縮し、ロッド２１３の押圧力が解消されたシャフトレバー２１４およびバルブシャフト２０１は、コイルスプリング２０９の付勢力によって閉側へ動作する。バルブ１０３が閉鎖されると、内筒部１０２へ導入された排気ガスの大部分は、連通孔１０２ｄ、熱回収排気ガス流路１０５ａ、１０５ｂを順に通過した後、外筒部１０６内で排出口１０６ａ側へ向かって流路を形成する。その結果、排気ガスの熱回収効率は上昇する。

＜排気熱回収器のバルブ開閉装置の分解・組立＞
つぎに、排気熱回収器のバルブ開閉装置の分解組立について説明する。

最初に、図５に示すように、冷却水の温度が所定温度以下であり、サーモアクチュエータ２１５の出力ピストン部２２４およびロッド２１３が収縮した状態で分解する場合について説明する。この場合、まず、第１のケース２１８および第２のケース２１９のフランジ部２１８ｄ，２１９ｂを締結しているボルト２２６ａおよびナット２２６ｂを取り外す。すると、圧縮状態にあるコイルスプリング２２８の弾性力によって、第２のケース２１９は、排気熱回収器本体に固定された第１のケース２１８から離反する。つぎに、図７に示すように、ロッド２１３、コイルスプリング２２８などを収容した第２のケース２１９をロッド２１３の基端側を中心に回転させて、ロッド２１３の先端部２１３ｃをシャフトレバー２１４から離脱させることによって、第２のケース２１９を第１のケース２１８から分離して取り外すことができるようになる。

第２のケース２１９を第１のケース２１８から取り外した後は、第２のケース２１９の第２の開口部２１９ａからロッド２１３およびコイルスプリング２２８を簡単に抜き出すことができる。抜き出したロッド２１３およびコイルスプリング２２８は、点検、清掃、修理、交換などのメンテナンス（以下、単に「メンテナンス」という。）が施され、あるいは新しいものに交換された後、第２のケース２１９内に再び収容される。

さらに、図８に示すように、第１のケース２１８内に収容されているサーモアクチュエータ２１５を、第１のケース２１８から簡単に抜き出すことができる。抜き出したサーモアクチュエータ２１５は、メンテナンスが施され、あるいは新しいサーモアクチュエータ２１５に交換された後、第１のケース２１８内に再び収容される。

再び、サーモアクチュエータ２１５を第１のケース２１８内に収容し、ロッド２１３およびコイルスプリング２２８を第２のケース２１９に収容した後は、上記と逆の手順によって、図５に示した元の状態に簡単に復帰させることができる。

つづいて、図６に示すように、サーモアクチュエータ２１５の出力ピストン部２２４およびロッド２１３が伸長した状態で分解する場合について説明する。この場合も、まず、第１のケース２１８および第２のケース２１９のフランジ部２１８ｄ，２１９ｂを締結しているボルト２２６ａ、ナット２２６ｂなどを取り外す。このとき圧縮状態にあるコイルスプリング２２８の弾性力によって、第２のケース２１９は、第１のケース２１８から離反する。

つぎに、図９に示すように、ロッド２１３、コイルスプリング２２８などを収容した第２のケース２１９をロッド２１３の基端部を中心として回転させて、ロッド２１３の先端部２１３ｃをシャフトレバー２１４から離脱させる。このとき、出力ピストン部２２４の先端部２２４ａと接触しているロッド２１３の押圧部２１３ａが軸線方向に窪んだ錐状をしていることから、第２のケース２１９の上記回転は円滑に行なわれる。ロッド２１３の先端部２１３ｃをシャフトレバー２１４から離脱させた後は、第２のケース２１９を第１のケース２１８から分離して取り外すことができるようになる。

第２のケース２１９を取り外した後は、第２のケース２１９の第２のケース開口部２１９ａからロッド２１３およびコイルスプリング２２８を簡単に抜き出すことができ、抜き出したロッド２１３およびコイルスプリング２２８にメンテナンスが施された後、第２のケース２１９内に再び収容される。

さらに、図８に基づいて説明したように、第１のケース２１８内に収容されているサーモアクチュエータ２１５を、第１のケース２１８から簡単に抜き出すことができる。抜き出したサーモアクチュエータ２１５は、メンテナンスが施され、あるいは新しいサーモアクチュエータ２１５に交換された後、第１のケース２１８内に再び収容される。サーモアクチュエータ２１５を第１のケース２１８内に収容した後は、上記と逆の手順によって、図６に示した元の状態に復帰させることができる。勿論、メンテナンス作業中に冷却水および熱膨張体２２１の温度が低下すると、出力ピストン部２２４およびロッド２１３は図６に示した元の状態よりさらに収縮状態で分解組立作業が行なわれることとなる。

＜作用・効果＞
本実施の形態によると、以下の作用・効果を奏する。

第１のケース２１８の第１の開口部２１８ｃが設けられている方の一方端部を、ブラケット３００を介して排気熱回収器本体に固定する一方で、第１の開口部２１８ｃが設けられていない方の他方端部側を、冷却水体導入用配管１１３を介して排気熱回収器本体に固定しているので、バルブ開閉装置の作動反力は、上記のブラケット３００および冷却水導入用配管１１３を介して排気熱回収器本体に伝達される。これにより、作動反力によるバルブ開閉装置の変形が防止され、その信頼性が大幅に向上する。

また、第２のケース２１９において、第１のケース部材２１９ｅ側のロッド貫通孔２１９ｄに環状形状をなすラバーシール２３０を装着するとともに、第２のケース部材２１９ｆ側のロッド貫通孔２１９ｇに環状形状をなす保持部材４００を装着し、ロッド２１３を、これらラバーシール２３０および保持部材４００によって摺動自在に保持しているので、ロッド２１３の保持力が担保される。

さらに、ロッド２１３を、その鍔部２１３ｂと第１のケース部材２１９ｅとの接触、ならびに上記ラバーシール２３０および保持部材４００の２部材で支えているので、ロッド２１３をたわませる反力を低減させることができる。

このように、本実施の形態では、弁開閉装置自体の保持力、ロッド２１３の保持力、およびロッド２１３をたわませる反力の低減のバランス要求に容易に応えることが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更および修正を加え得ることは勿論である。

本発明の実施の形態における排気熱回収器の側面図である。 本発明の実施の形態における排気熱回収器の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態における排気熱回収器の縦断面図である。 サーモアクチュエータおよびその周囲部などを示した断面図であって、ロッドが第２のケース内に収縮した状態を示したものである。 サーモアクチュエータおよびその周囲部などを示した断面図であって、ロッドが第２のケースから伸長した状態を示したものである。 サーモアクチュエータおよびその周囲部などを示した断面図であって、ロッドが第２のケース内に収縮した状態で、第２のケースを取り外す場合を示したものである。 サーモアクチュエータを第１のケースから取り外す状態を示す図である。 サーモアクチュエータおよびその周囲部などを示した断面図であって、ロッドが第２のケースから伸長した状態で、第２のケースを取り外す場合を示したものである。

符号の説明

１００ 排気熱回収器
１０３ バルブ
１１３ 冷却水導入用配管
２０１ バルブシャフト（動力伝達機構）
２１３ ロッド
２１３ａ 押圧部
２１３ｂ 鍔部
２１３ｃ ロッドの先端部
２１４ シャフトレバー（動力伝達機構）
２１５ サーモアクチュエータ
２１８ 第１のケース
２１８ｃ 第１の開口部
２１９ 第２のケース
２１９ａ 第２の開口部
２１９ｅ 第１のケース部材
２１９ｆ 第２のケース部材
２１９ｄ，２１９ｇ ロッド貫通孔
２２１ 熱膨張体
２２４ 出力ピストン部（出力部）
２２４ａ 出力ピストン部の先端部（出力部の先端部）
２２８ コイルスプリング（押圧部材）
２３０ ラバーシール
３００ ブラケット
４００ 保持部材

Claims (3)

1. 排気熱回収器本体を循環する熱媒体の熱影響を受けて熱膨張体を膨張収縮させることにより、出力部を伸縮させるサーモアクチュエータと、
   前記出力部の伸縮動作に連動するように設けられたロッドと、
   前記ロッドの先端部に押圧されて排気熱回収器本体に設けられているバルブを動作させる動力伝達機構と、
   前記サーモアクチュエータを収容するためのものであり、筒体をなすとともにその一方に前記サーモアクチュエータを出し入れ可能な第１の開口部が設けられた第１のケースと、
   前記ロッドを収容するためのものであり、筒体をなすとともにその一方に前記ロッドを出し入れ可能な第２の開口部が設けられた第２のケースとを有し、
   前記第１および第２のケースは、前記第１の開口部と前記第２の開口部とを重ね合わせた状態で互いに着脱可能に固定されている、バルブ開閉装置を備えた排気熱回収器であって、
   前記第１のケースの前記第１の開口部が設けられている方の一方端部は、ブラケットを介して前記排気熱回収器本体に固定さている一方、前記第１の開口部が設けられていない方の他方端部側は、熱媒体導入用配管を介して前記排気熱回収器本体に固定されていることを特徴とする排気熱回収器。
2. 請求項１に記載の排気熱回収器において、
   前記第２のケースは、前記第２の開口部が設けられた第１のケース部材と、この第１のケース部材の他方端部に装着された第２のケース部材とを含み、
   前記第１および第２のケース部材の他方端面には、それぞれ、ロッド貫通孔が形成され、
   前記第１のケース部材側のロッド貫通孔には、環状形状をなすラバーシールが装着されれるとともに、前記第２のケース部材側のロッド貫通孔には、環状形状をなす保持部材が装着され、
   前記ロッドは、前記ラバーシールおよび前記保持部材によって摺動自在に保持されていることを特徴とする排気熱回収器。
3. 請求項２に記載の排気熱回収器において、
   前記ロッドの基端部の遠心側には、円周方向に延在する鍔部が形成され、
   前記ロッドは、当該ロッドの鍔部と前記第１のケース部材との接触、ならびに前記ラバーシールおよび前記保持部材の２部材で支えられていることを特徴とする排気熱回収器。

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