JP2015510575A - 特に熱機関を備える車両用の熱交換器 - Google Patents

Abstract

本発明は、熱機関を備える車両用の熱交換器（１）であって、第１回路と、第２回路と、タンクとを備えた交換器に関する。本発明によれば、第１回路は排気ガスを搬送するための第１ダクトを備え、第２回路は熱伝達流体を搬送するための第２ダクトを備え、タンクは反応物を受け入れることができる。

Description

本発明は、特に燃焼機関を備える車両用の熱交換器に関する。

そのような熱交換器は、例えば車両の燃焼機関の始動操作中にその機関を加熱するのに用いることができる。車両が始動する際に燃焼機関を加熱することによって、ガソリンの消費および／または汚染物質の排出を低減させるのを可能とすることができる。極めて寒冷な条件の下では、車両の使用者の快適性を向上させるように、この熱を乗員区画へ伝えることもできる。

車両の始動操作中に燃焼機関を加熱するための既存の解決策は、例えば、予熱プラグの使用、機関の封じ込め、より迅速に高い機関性能を得るための空気／燃料混合物のリッチ化、機関ブロックの底部に固締される外部加熱要素の使用、さもなければ、機関ブロックのオイル内に浸される浸漬式加熱器の使用である。

これらの様々な解決策は、消費量および／またはコストおよび／または耐用年数および／または燃焼機関への熱の伝達効率の観点で、現実的に満足のいくものではない。

発熱反応に関与することのできる反応物が知られている。

そのような発熱反応によって放出される熱を、特に車両の燃焼機関を加熱するために使うことを可能とする熱交換器を利用可能とするニーズが存在するのである。

本発明の目的はこのニーズを満たすことであるが、その一態様によれば本発明は、車両、特に燃焼機関を備える車両用の熱交換器であって、第１回路と、第２回路と、リザーバとを備え、第１回路は、排気ガスを搬送可能な第１ダクトを備え、第２回路は、熱伝達流体を搬送可能な第２ダクトを備え、リザーバは、反応物を受入可能である、熱交換器を採用してこれを達成するものである。

当該交換器は、内部に第１回路、第２回路、およびリザーバが配置される囲いを備えていてもよい。第１回路は、その第１回路へのガスの進入および脱出を可能とするように、囲いの内部への通路に接続することができる。

第２回路は、その第２回路への流体の進入および脱出を可能とするように、囲いの内部への少なくとも２つの通路に接続することができる。

リザーバは、そのリザーバに反応物が供給され、および／または、そのリザーバ内において前記反応物との発熱反応に携わる反応流体が当該リザーバに供給されるのを可能とするように、囲いの内部への少なくとも１つの通路に接続することができる。

従ってリザーバは、この発熱反応に耐えるように、即ち、この発熱反応によって直ちに、或いはもっと長期的に劣化させられないように構成することができる。

反応物は、特に固体反応物、例えばゼオライトである。

第１回路は排気ガスを搬送することができ、第２回路は熱伝達流体、好ましくは燃焼機関を冷却するための液体を搬送することができ、リザーバは反応物、好ましくはゼオライトを受け入れることができる。

リザーバは、第１および第２ダクトによって横切られることができる。

そして反応物は、少なくとも部分的に、第１および第２ダクトによって占められてはいないリザーバの空間内に受け入れられることができる。反応物は、完全に、或いは部分的に、リザーバを横切るダクト同士の間の隙間の中に配置されることができる。

リザーバは、第１ダクトおよび第２ダクトの両側に広がることができる。

リザーバ内へ反応流体、例えば水を注入することができ、この水が、発熱反応を引き起こすようにゼオライトと接触することができる。その発熱反応においては、ゼオライトによって水が吸収される。かくして放出される熱は、第２ダクト内を流通する流体によって回収され、燃焼機関へと運ばれて、その燃焼機関を加熱することができる。第１回路に排気ガスを通過させることによって、前記発熱反応後に水で飽和したゼオライトの再生を行うことができる。これらのガスは、熱を放出して、車両の次の始動操作中に再びゼオライトが水と発熱反応を行う準備ができるように、ゼオライトの細孔内に含まれる水の脱着を可能とすることができる。かくして当該交換器は、ゼオライトによって放出された熱を回収すると共に、そのゼオライトを後で再生させるのを可能とすることができる。

本出願における意味の範囲内では、「水」は、水と、それより少ない割合の１つないし複数の成分との混合物（そのような混合物は、例えばグリコール水である）、および純水を同様に意味するように、広く理解されなければならない。

当該交換器は、３つの流体、例えば、水、より一般的には反応流体と、熱伝達流体と、排気ガスとを受け入れることを考慮すれば、「３流体交換器」と呼ぶことができる。

本発明における意味の範囲内では、「ダクト」は「管」の類義語として解することができる（その管が円形の断面を有していようと、他の断面を有していようと）。

第１回路および第２回路は、囲いの内部の一部分を占めることができ、囲いの内部の残りの部分はリザーバを形成することができる。即ち、リザーバは、囲い内のダクト同士の間の隙間によって形成することができるのである。

ゼオライトは、複数のボールの形態で用いることができ、その場合、リザーバ内でボールの堆積層を形成する。変形例において、ゼオライトは、複数の薄い層の形態で用いることができる。

ゼオライトは、水と反応する前には無水物であることができる。

第２回路およびリザーバは、反応物が発熱反応の下に置かれたときに、この反応によって放出される熱が、第２ダクト内を流通する流体へ伝えられるように構成されているのが有利である。

第１回路およびリザーバは、第１ダクト内を排気ガスが流通するときに、それらの排気ガスの熱がリザーバ内の反応物へ伝えられるように構成されているのが有利である。

用いられる反応物がゼオライトであるときには、当該交換器は、そのゼオライトの再生を確保しつつ、例えば燃焼機関への効果的な熱伝達を可能とする。

当該交換器は、燃焼機関を加熱するために、２０分程度の持続時間で１５ｋＷ程度の出力をもたらすように寸法を決めることができる。当該交換器はまた、排気ガスによるゼオライトの再生が、１０分から３０分、例えば２０分の継続時間で行われるように寸法を決めることができる。

第１回路は、当該交換器の縦軸線と略平行に伸びる互いに分離した複数の第１ダクトを備えることができる。これらの第１ダクトは、囲いの中で均一な状態などで分布させることができる。

第２回路は、結合部によって互いに連結された第２ダクトのユニットを少なくとも１つ備え、そのユニットは、当該ユニットの入口を形成する一端部と、当該ユニットの出口を形成する他端部とを有することができる。ユニットの入口および出口は、それぞれユニットへの流体の進入および脱出を可能とするために、囲いの内部への２つの通路のうちの一方と各々連通することができる。

第２回路は、単一のユニットによって形成することができ、或いは変形例においては、複数の別個のユニットによって形成することができる。各ユニットは、コイル形状を有した層を形成することができる。そのような層は、第２回路のユニットを通過する流体が、発熱反応によって放出された熱を十分に受け取ることを可能とする。

各ユニットは、１つの平面内を広がることができる。

第２回路が複数のユニットを備えているときには、これらのユニットのそれぞれが、互いに同じ損失水頭を有するように、同じ数の第２ダクトを持っていることができる。各ユニットは例えば、互いに連続して連結された２つから２０の第２ダクトによって形成される。２つから１０のユニット、例えば４つのユニットで第２回路を形成することができる。

各第２ダクトは、当該交換器の縦軸線と略平行に伸びることができる。

ユニットの入口と出口とは、当該交換器の縦軸線に沿って、特に当該交換器の同じ縦方向端部で、特に縦軸線の両側に、互いに同じ高さに位置することができる。

当該交換器の縦軸線に対して横断方向に、特に垂直に配置される１組のプレートによって境界を定められた空間内へ、少なくとも１つの第２ダクトが、その縦方向両端部の少なくとも一方において開くことができる。更に、この空間は、囲いによって閉鎖することができる。第２回路における第２ダクトの全部ないし一部の対応する縦方向端部が、例えば当該空間内へと開いている。

本発明の特定の例示的な一実施形態において、当該交換器には少なくとも２組のプレートが設けられ、それぞれの組が、当該交換器の縦軸線に沿って他の組から距離を置かれ、それぞれの組が、特に当該交換器の縦方向端部の付近に配置され、それぞれのプレートの組が、第２ダクトの全部ないし一部の対応する縦方向端部が内部へと開く空間を画成している。

ユニットにおける２つの第２ダクトの互いに対応する２つの縦方向端部同士の間の結合部は、プレートの組によって境界を定められた空間の一部分を取り囲む帯環によって形成されることができ、当該第２ダクトの当該縦方向端部は、空間のこの部分の中へ開いている。かくして結合部を、湾曲部を有するようにダクトを機械加工すること以外によって形成することができる。上述のものによれば、１組のプレートと帯環との助けを借りて、２つの直線形のダクト同士が互いに連結される。

１つの組の各プレートが、第１ダクトによって横切られることができ、これら２つのプレートのうち１つだけが、結合部に係わる第２ダクトによって横切られることができる。結合部により互いに組となって連結される第２ダクトによって横切られてはいないプレートは、例えば、縦方向において、その組の他方のプレートと、当該交換器の直近の縦方向端部との間に配置される。

それぞれの第１または第２ダクトは、一方のプレートにだけ、或いは両方のプレートに対して、例えば溶接によって固定することができる。

同じ組のプレートを、第２ダクトの同じ縦方向端部の所で、ユニットないし第２回路の全ての結合部のために用いることができる。

帯環は、同じ組の２つのプレート同士の間の全距離に渡って、当該交換器の縦軸線に沿って伸びることができる。同じ組の２つのプレート同士の間の距離は、例えば１ｃｍ未満、特に数ｍｍ程度である。

当該交換器は、第２回路における１つないし複数のユニットの入口区画と、第２回路における１つないし複数のユニットの出口区画とを備えることができる。入口区画と出口区画とは、当該交換器の縦軸線に沿って互いに同じ高さに位置することができる。入口区画と出口区画とは、それぞれマニホールドを形成することができる。各マニホールドは特に、発熱反応によって放出された熱を回収するように企図された流体の当該交換器内への進入を可能とするように、また、この熱が燃焼機関を加熱するために既に回収されたならば、この流体の脱出を可能とするように、囲いの内部への通路の１つに接続される。

入口区画と出口区画の一方は、入口区画と出口区画の他方に対して、縦軸線についての半径方向外側にあることができる。

出口区画と入口区画は、軸線方向で２つのプレート同士の間に挟まれることができ、これらのプレートの一方は特に、結合部によって互いに連結された第２ダクトによって横切られてはいない上述のプレートである。

当該交換器は、複数のフィンを備えることができる。これらのフィンによって、当該交換器内での熱伝達を向上させるのを可能とすることができる。

各フィンは、少なくとも１つの第２ダクトと接触することができる。更に、リザーバ内での発熱反応によって引き起こされる熱の、１つないし複数の第２ダクト内の熱伝達流体への伝達を促進させるために、各フィンがリザーバ内へ埋め込まれている。

全く同一のフィンが、１つだけの第２ダクト、若しくは複数のダクト、或いは全ての第２ダクトとすら接触することができる。

排気ガスが第１回路を通過するときに、その排気ガスの熱が第２ダクト内を流通する流体に伝わるのを避けるために、各フィンは第１ダクトとは接触していなくてもよい。そのことはまた、リザーバ内で発熱反応が起きたときに、フィンによって第２回路内の流体への熱の伝達は促進するが、第１ダクトへの熱の伝達は促進しないことを可能とすることができる。

フィンの一例によれば、それは複数の穴の設けられた薄い支持体の形態をとっている。この支持体の厚さは、例えば１ｃｍ未満、特に０．８ｍｍ未満である。この例によれば、いくつかの穴が第２ダクトを隙間無しに受け入れるのに対して、別のいくつかの穴は第１ダクトを隙間を空けて受け入れる。このようにして、第１ダクトがフィンと接触しないのに対して、第２ダクトはフィンと接触するのである。直近のフィンから第１ダクトを隔てる距離は、１ｍｍから２ｍｍとすることができる。

各ダクトが円形断面を有しているときには、それらのダクトのためにフィンに形成される穴は円形とすることができる。

本発明の例示的な一実施形態によれば、フィンは、当該交換器の縦軸線に対して横断方向に、特に垂直に、互いに連続して配置される。そして、隣り合う２つのフィン同士が、リザーバのそれぞれ異なる隔室の境界を定めることができる。

当該交換器の縦軸線に対して横断方向の、特に垂直な平面内において、各フィンは実質的に、囲いの向かい合う２つの縁部同士の間に広がることができる。

この場合、前記平面内において、各フィンは、当該交換器のこれら２つの縁部同士の間の断面よりも小さな断面を有することができる。かくして、この平面内には開放された空間が存在することができ、この開放された空間は、リザーバの異なる隔室同士が互いに連絡することを可能とし、かくしてリザーバを反応物で充填するのを容易にする。

変形例では、前記平面内において、各フィンは、囲いの中央領域と縁部との間でのみ広がることができる。第１のフィンが、囲いの前記中央領域と第１の縁部との間で広がるのに対して、第２のフィンは、囲いの中央領域と第２の縁部との間で広がる。当該第１の縁部と当該第２の縁部とは、中央領域に対して互いに反対側にある。そして、第１および第２のフィンは、縦軸線に沿って交互に配置することができる。これにより、反応物との反応を引き起こすようにリザーバ内での水の拡散を促進することが可能となる。

この場合、前記平面内において、各フィンは、囲いの中央領域と縁部との間の当該交換器の断面よりも小さな断面を有することができる。フィンは、例えば囲いの断面の半分未満に渡って広がる。囲いの半断面のフィンにより占められていない部分は、リザーバの異なる隔室同士の間の連絡を可能とし、リザーバを反応物で充填するのを容易にすることができる。

囲いが円形断面を有している場合、各フィンは、（例えば、その周縁部に形成される）切欠きを除けば、半円形の形状を有することができる。かくして、当該交換器の縦軸線に対して横断方向の、特に垂直な平面内において、各フィンの断面は、切欠きのせいで囲いの半断面よりも小さくなっている。

もっと一般的には、当該交換器の縦軸線に対して横断方向の、特に垂直な平面内において、各フィンは、そのフィンが配置される当該交換器の部分の、この平面内における断面よりも小さな断面を有することができる。

上述した交換器の断面に対するフィンの断面の比率は、製造段階において既に製造された１つないし複数のフィンを機械加工することによって得ることができる。例としてフィンは、例えば成型によって、この比率に適合した断面を有するように製造することができる。

第１ダクトは、断面において第２ダクトと同じ寸法を有していても、いなくてもよい。

本発明は、そのもう一つの態様によれば、上述の熱交換器の援助で、車両の構成要素、特に燃焼機関を加熱するための方法であって、
− 反応流体、特に水との発熱反応に携わる反応物が予め内部へ導入されているリザーバ内へと反応流体、特に水が注入されると共に、
− 第２回路の通過後に加熱された熱伝達流体が、加熱すべき構成要素に接近させられる、方法にも関する。

当該方法は、第１回路内に排気ガスを流通させて反応物を再生させる段階を備えることができる。

熱交換器に関して上述した特徴の全部ないし一部が、当該方法に当てはまる。

本発明は、そのもう一つの態様によれば、少なくとも２つのダクト同士を結合させるための結合システムであって、
− 互いに対向して配置された１組のプレートであって、それらのプレート同士の間で空間を画成しており、それらのプレートの一方が少なくとも２つの開口を備え、それらの開口を通じて各ダクトが当該空間内へとそれぞれ開いている、１組のプレートと、
− その組の一方のプレートの縁部から、その組の他方のプレートの向かい合う縁部まで伸びる帯環と、
を備え、
その帯環が、前記開口を取り囲んで、２つのダクト同士の間の耐漏洩連通区域を形成するよう、前記空間内に配置されている、結合システムにも関する。

上述した本発明の態様によって、流体が内部を流通する連続した２つのダクトを備える回路を、湾曲形状を有するように当該ダクトを機械加工する必要無しに得ることが可能となる。

２つのプレート同士は、互いに平行とすることができる。

複数の結合部を、（各結合部に、それ自体の帯環が必要ではあるが）２つのプレートによって形成することができる。

上述の結合システムは、２つのダクト同士を結合させることには限定されず、１つないし複数のダクトを、１つないし複数の別のダクトに連結するのを可能とすることができる。例えば、３つのダクト同士を結合させるためには、流体を供給する２つのダクトが、一方のプレートに形成された２つの開口を通じて空間内へと開くのに対して、当該プレートに形成されたもう１つの開口は、その空間から出て行く流体の通ずるダクトと連通する。帯環はこの場合、これらの３つの開口を取り囲むように当該空間内に配置される。

かくして当該システムは、不特定の数のダクト同士を相互連結することを可能とするのであるが、これは、ダクトを機械加工することによっては困難であるか、或いは不可能ですらある。

熱交換器に関して述べた結合部の特徴の全部ないし一部が、上述の結合システムに当てはまる。

本発明は、それを実施するための非限定的な例示をたどることとなる詳細な説明を読むと共に、添付図面を考察すれば、より良好に理解され得る。

本発明の例示的実施形態による反応器の立面図。 図１に示す反応器の平面図。 第２回路のユニットを模式的に示す図。 ２つのダクト同士を結合させる際の複数の段階を示す図。 ２つのダクト同士を結合させる際の複数の段階を示す図。 ２つのダクト同士を結合させる際の複数の段階を示す図。 ２つのダクト同士を結合させる際の複数の段階を示す図。 交換器の縦方向端部の正面図。 交換器の縦方向端部の斜視図。 交換器で用いることのできるフィンの例を示す図。 交換器で用いることのできるフィンの例を示す図。 フィンのもう一つの例を分離状態で示す図。 図１２に示すものによる複数のフィンが設けられた図１の交換器を、極めて模式的に示す図。 図１から図１３を参照して説明される交換器を備えた、燃焼機関を加熱するためのシステムを模式的に示す図。

図１は、本発明の例示的実施形態による熱交換器１を模式的に示している。この熱交換器１は、この例では、縦軸線Ｘの略円筒形状を有し、軸線Ｘに垂直な断面が円形となっている。

熱交換器１は、当該の例では、図１４を参照して後で説明することとなるように、車両の燃焼機関における始動操作前や始動操作中に、その燃焼機関を加熱するのに用いるように企図されている。

交換器１は、例えば鋼鉄製の囲い２を備えており、その囲い２の内部に第１回路３、第２回路４、およびリザーバ５が配置されている。リザーバ５は、第１回路３または第２回路４に属するダクト同士の間で囲い２の内部に形成された隙間によって形成することができる。

図１および図２に示すように、囲い２には、その内部への通路が設けられている。

例えば、３つの通路８がリザーバ５と連通している。これは、リザーバ５に反応物Ｚを充填するため、および／または、その反応物と反応する流体、例えば水をリザーバ５に供給するためである。通路８のうちの１つは、例えば囲いの中の温度を計測するのに用いることができる。

２つの通路９を、囲い２の同じ縦方向端部の所で、その端部の互いに反対向きの２つの側部に配置することができる。通路９の一方が、熱伝達流体、例えばグリコール水を第２回路４へ進入させるのを可能とすることができるのに対して、他方の通路９は、第２回路４内を流通した流体をこの回路から脱出させるのを可能とすることができる。

図１および図２で見ることができるように、軸線方向に形成された２つの別の通路１０を設けることができる。これらの通路は、交換器１の第１回路３内での、軸線Ｘに沿った排気ガスの流れを可能とするものである。

上述した通路８，９，および１０の数は、限定的なものではない。

囲い２は、説明した例におけるように、取り外されたときに当該囲いの内部へのアクセスを得ることを可能とする覆いを備えていてもよい。図２では、下記で説明することとなるフィン１１を観察することができるように、その覆いが取り外されている。

リザーバ５は、当該の例においてはゼオライトを受け入れる。リザーバは、数ｋｇのゼオライト、例えば１から６ｋｇのゼオライト、特に２ｋｇのゼオライトを受け入れるのを可能とする容量を有することができる。使用されるゼオライトは、水と反応する前には無水物である複数のボールの形態を取ることができる。

ゼオライトの分量は、リザーバ内のゼオライトが決して第１回路３から１５ｍｍを超えて離れないことを保証するに足るものとすることができる。

ここで図３を参照して、囲い２内に配置される第２回路４の例を、より詳細に説明することとする。この第２回路４は、複数のユニット１２を備えることができる。それらのユニット１２は層の形態を取ることができるが、そのうち１つだけが図３に示されている。

当該の例において、第２回路４は４つのユニット１２を備えている。各ユニット１２は、一連の第２ダクト１３を含んでいる。それらの第２ダクト１３は、互いに略平行に配置されると共に、それらの端部において、下記で説明することとなる結合部１５によって連結されている。各第２ダクト１３は、実質的に同じ寸法を有することができる。各ダクト１３は例えば、円形の断面と、０．８ｍｍ未満の厚さを有する壁を伴った６から８ｍｍの内径とを有している。

ユニット１２同士を、囲い２の中で互いに重ね合わせて置くことができる。

各結合部１５は、湾曲形状を与えるようにダクト１３を機械加工することによって形成することができる。変形例において、図４から図８を参照して説明するように、結合部１５は、２本の直線形の第２ダクト１３同士を連結することができる。

２本の第２ダクト１３同士の間の結合部１５は、１組のプレート２０および２１を用いて得ることができる。これらのプレート２０ないし２１のそれぞれは、鋼鉄製として、０．５ｍｍ未満の厚さを有することができる。各プレートは、楕円形や円形の形状を有することができ、この形状により囲い２の中に受け入れられることが可能となっている。これら２枚のプレートは、ここでは互いに平行であり、それらの間で空間Ｅを画成している。プレート２０と２１との間の距離は、例えば１ｃｍ未満、特に５ｍｍ程度である。

図４から図７に示す例において、プレート２１は、プレート２０と、囲い２の直近の縦方向端部２９との間に配置されている。

図示の例において、プレート２０は、結合部１５によって連結される各第２ダクト１３の（適当な嵌め合いでの）通過を許容する穴２２を備えている。このプレート２０は、当該２本のダクト１３の対応する縦方向端部を受け入れ、これらの縦方向端部のそれぞれが穴２２内に配置される。

このプレート２０に対して帯環２３が、例えば蝋付けによって固定される。その帯環２３の固定は、空間Ｅの一部分２６の境界を外側から定めて、この部分２６の中へ２つの穴２２が開いているように行われる。それから組の別のプレート２１が、帯環２３と接触させられ、そして部分２６を閉鎖するように帯環２３に対して固定、特に蝋付けされる。

かくして帯環２３とプレート２０および２１との間の相互作用によって、耐漏洩部分２６が形成される。その耐漏洩部分２６を介して、第２ダクト１３からやって来て一方の穴２２を通じて空間Ｅの当該部分２６に到達した流体が、他方の穴２２を通じて、別の第２ダクト１３へと方向を転じる。かくして、第２ダクト１３同士の間の結合部１５が得られるのである。

図４から図７に示すように、プレート２０は、結合部により互いに連結される第２ダクト１３の端部と、内部を排気ガスが流通することのできる第１回路３の第１ダクト２８との両者によって横切られている。他方のプレート２１は、結合部１５により互いに連結される第２ダクト１３によっては横切られていない。

第１ダクト２８が各プレート２０および２１に蝋付けされることができるのに対して、第２ダクト１３は今度はプレート２０にだけ蝋付けされる。図７において、結合部１５により連結される第２ダクト１３によっては横切られていないプレート２１は、図面を明快にするために透かして示されている。

ちょうど説明したばかりの結合部１５は、図３に示す層を形成するために、第２ダクト１３のそれぞれの縦方向端部の所に存在することができる。

交換器１は、例えば２組のプレート２０および２１を備え、これらの組のそれぞれが当該交換器の縦方向端部２９の所に位置している。交換器１の各縦方向端部における第２回路４の全ての結合部１５は、これらのプレートの組の一方ないし他方によって形成することができる。

ここで図８および図９を参照して、第２回路４を通じた熱伝達流体の流通を可能とするように、囲い２の内部への通路９を第２回路４に接続するやり方の説明を述べることとする。各通路９は、上述した空間Ｅとは異なる空間Ｅ’内へと開いている。その空間Ｅ’は、これらの図の例においては、囲い２の縦方向端部２９とプレート２１との間に配置されるもう１つのプレート２７と、プレート２１とによって軸線方向に境界を定められている。図９において、このプレート２７は、空間Ｅ’が見えるように透かして示されている。

そしてプレート２１は、プレート２０とプレート２７との間にある。

この例では、通路９同士が直径方向に対向した態様で空間Ｅ’内へと開いている。図示のように、２つの壁３０および３１が、２つのプレート２１および２７を相互に連結している。これらの壁は、２つのプレート２１および２７同士の間の空間Ｅ’を３つの部分へ分割している。第１の部分３５は、一方の通路９と連通する延長部３６を除いて、空間Ｅ’の中央区画の大部分を占めている。この第１の部分は、壁３０によって外側を取り囲まれている。

第２の部分３７は、延長部３８を除いて、この空間Ｅ’の中間区画の大部分を占めている。この第２の部分は、壁３０によって第１の部分３５から隔てられている。

最期に第３の部分３９は、空間Ｅ’の延長部３６および３８によって占められてはいない周縁部を占めている。この第３の部分３９は、半径方向で囲い２の壁と壁３１との間に挟まれており、他方の通路９と連通している。

当該の例において、第１の部分３５は、流体用の出口マニホールドを画成している。その流体は、通路９を通じて第１の部分３５から出て行く。縦方向端部２９から遠く離れた方のプレート２１には、複数の穴４０が設けられている。それぞれの穴４０の中には、ユニット出口１５を形成する第２ダクト１３の端部が配置される。このプレートには、第１ダクト２８の通過を許容する複数の穴も設けられている。一方、プレート２７は、第１ダクト２８の通過を許容するための複数の穴しか有していない。各ユニット１５からの流体はかくして、第１の部分３５内に集められてから、通路９を通じて交換器から去って行くのである。

第３の部分３９は、流体用の入口マニホールドを画成する。具体的には、プレート２１が複数の穴４２を備えていて、それぞれの穴４２の中にユニット１５の入口を形成する第２ダクト１３の端部が配置されている。

第２の部分３７には通路９が設けられていないが、第１ダクト２８が当該第２の部分を貫通することができる。

ここで図１０および図１１を参照して、交換器１内に一体化することのできるフィン１１の説明を述べることとする。

フィン１１は、囲い２の全長に渡って配列されても、されなくてもよい。これらのフィン１１は、フィン同士の間に間隔ｐ（これは一定であっても、なくてもよい）を置いて縦軸線Ｘに対して垂直に配列された支持体とすることができる。そしてフィン１１は、リザーバ５を複数の隔室５３へと分割している。

各フィン１１の厚さは０．８ｍｍ未満であってよく、フィン１１同士の間の間隔ｐは、この間隔が一定であろうとなかろうと４から５．５ｍｍであってよい。一定でない場合の間隔ｐも、やはり４から５．５ｍｍのままであってよいのである。

図１０および図１１の例において、囲い２の軸線Ｘに垂直な断面は円形であり、各フィン１１は、軸線Ｘを含む囲いの中央領域と、囲い２の縁部との間で、当該円形断面の半分未満に渡って広がっている。

図１１で分かることができるように、軸線Ｘに沿って連続する２つのフィン同士が、軸線Ｘに対して交互に配置されていてもよい。即ち、軸線Ｘの一側に配置された１つのフィン１１が、軸線Ｘの他側に配置された２つのフィン１１によって両側に横付けされているのである。

図示のように、各フィン１１は、複数の第２ダクト１３と接触することができる。これらの第２ダクト１３は、フィン１１に形成された穴５０を隙間無しで横切ることができる。図示例においては更に、フィン１１は第１ダクト２８とは接触しておらず、第１ダクト２８は、その外径よりも大きい寸法を有してフィン１１に形成された穴５１の中に受け入れられている。従って、第１ダクト２８は、フィン１１によって囲い２の中で保持されてはいないのである。

図１２および図１３に示すように、各フィン１１は、縦軸線Ｘに垂直な平面内を、囲い２の半断面の全体よりも小さく占めていてもよい。フィン１１は、全て同じ形状を有することができ、軸線Ｘに沿って同じように組になって配列されることができる。それは、囲い２の各半断面のフィン１１により占められていない部分によって、囲い２の全長に沿って通路５５が形成されるように成される。その通路５５は、軸線Ｘに沿って形成され、リザーバ５への通路８と向かい合って位置することができる。この通路５５は、リザーバ５の各々の隔室５３同士の間の連絡を可能とし、リザーバ５をゼオライトＺで充填するのを容易にする。

ここで図１４を参照して、熱交換器１の使用例の説明を述べることとする。

熱交換器１は、燃焼機関を加熱するためのシステム１００の一部を成している。このシステムは追加的に、排気ライン１０１、燃焼機関へ熱伝達流体を供給する回路１０２、および凝縮器１０３を備えている。その凝縮器１０３は、囲い２の内部への通路８に対して、弁１０４を介して接続されている。

弁１０４が作動されたとき、１つないし複数の通路８を通じてリザーバ内へ水が進入する。そこでは、その水が、リザーバ５内に存在する無水物状態にあるゼオライトと反応する。この反応は、ゼオライトによる水の吸着に相当するものである。最初の少量の水が、交換器内の条件、例えば１０ミリバールを下回る圧力と２５０度まで迅速に上昇し得る温度とのおかげで、無水物ゼオライトと接触して蒸発する。この反応によって放出された熱は、フィン１１によって、第２回路４内を流通する熱伝達流体へ伝えられる。この流体は、第１の部分３５によって形成された出口マニホールドへ、そして回路１０２へ到達し、その流体を機関に接近させてこれを加熱する。

この段階の間、交換器１は排気ガスによって横切られることはできない。この目的のために排気ライン１０１は、そのときに排気ガスによって横切られるバイパス１０６を備えているのである。

次に、ゼオライトの再生を行うことができる。この目的のために、排気ガスが今度は交換器１を通るよう差し向けられ、２つの通路１０同士の間の第１回路３を通過する。排気ガスは熱を放出するが、その熱はダクト２８を通じてゼオライトへ伝えられ、水で満たされたそのゼオライトの細孔が脱着される。水蒸気は凝縮器１０３へ進入し、そこで凝縮される。この段階の後で、水とゼオライトとは再び、次の始動操作中に一緒に反応して機関を加熱する準備ができるのである。

本発明は、説明したばかりの例に限定されるものではない。

表現「（１つの〜を）備える」は、異なるように特定されない限り、「少なくとも１つ（の〜を）備える」を意味するように理解されなければならない。

Claims (20)

1. 車両用の熱交換器（１）であって、第１回路（３）と、第２回路（４）と、リザーバ（５）とを備え、
   前記第１回路（３）は、排気ガスを搬送可能な第１ダクト（２８）を備え、
   前記第２回路（４）は、熱伝達流体を搬送可能な第２ダクト（１３）を備え、
   前記リザーバ（５）は、反応物と、当該リザーバ（５）内において前記反応物との発熱反応に携わる反応流体とを受入可能である、熱交換器（１）。
2. 前記第２回路（４）および前記リザーバ（５）は、前記反応物が発熱反応の下に置かれたときに、この反応によって放出される熱が、前記第２ダクト（１３）内を流通する前記流体へ伝えられるように構成されている、請求項１記載の交換器。
3. 前記第１回路（３）および前記リザーバ（５）は、前記第１ダクト（２８）内を排気ガスが流通するときに、それらの排気ガスの熱が前記リザーバ（５）内の前記反応物へ伝えられるように構成されている、請求項１または２記載の交換器。
4. 前記第１回路（３）は、当該交換器（１）の縦軸線（Ｘ）と略平行に伸びる互いに分離した複数の第１ダクト（２８）を備えている、先行請求項のうちいずれか一項に記載の交換器。
5. 前記第２回路（４）は、結合部（１５）によって互いに連結された第２ダクト（１３）のユニット（１２）を少なくとも１つ備え、前記ユニット（１２）は、当該ユニット（１２）の入口を形成する一端部と、当該ユニット（１２）の出口を形成する他端部とを有している、先行請求項のうちいずれか一項に記載の交換器。
6. 各第２ダクト（１３）は、当該交換器（１）の縦軸線（Ｘ）と略平行に伸びている、請求項５記載の交換器。
7. 前記ユニット（１２）の前記入口と前記出口とは、当該交換器の縦軸線に沿って互いに同じ高さに位置している、請求項６記載の交換器。
8. 当該交換器（１）の縦軸線（Ｘ）に対して横断方向に、特に垂直に配置される１組のプレート（２０，２１）によって境界を定められた空間（Ｅ）内へ、少なくとも１つの第２ダクト（１３）が、その縦方向両端部の少なくとも一方において開いている、請求項５から７のいずれか一項に記載の交換器。
9. ２組のプレート（２０，２１）を備え、それぞれの組が当該交換器（１）の縦軸線（Ｘ）に沿って他の組から距離を置かれており、それぞれのプレートの組が、前記第２ダクト（１３）の全部または一部の対応する縦方向端部が内部へ開く空間（Ｅ）を画成している、請求項８記載の交換器。
10. ２つの第２ダクト（１３）の互いに対応する２つの縦方向端部同士の間の前記結合部が、前記プレートの組によって境界を定められた空間の一部分（２６）を取り囲む帯環（２３）によって形成されており、当該第２ダクト（１３）の当該縦方向端部は、前記空間（Ｅ）のこの部分（２６）の中へ開いている、請求項８または９記載の交換器。
11. 前記帯環は、当該組の前記２つのプレート（２０，２１）同士の間の全距離に渡って、当該交換器の縦軸線（Ｘ）に沿って伸びている、請求項１０記載の交換器。
12. 前記第２回路（４）における１つないし複数の前記ユニットの入口区画（３８）と、前記第２回路（４）における１つないし複数の前記ユニットの出口区画（３５）とを備えた、請求項１から１１のいずれか一項に記載の交換器。
13. 前記入口区画（３８）と前記出口区画（３５）とは、当該交換器（１）の縦軸線（Ｘ）に沿って互いに同じ高さに位置している、請求項１２記載の交換器。
14. 複数のフィン（１１）を備えた、請求項１から１３のいずれか一項に記載の交換器。
15. 各フィン（１１）が、少なくとも１つの第２ダクト（１３）と接触すると共に、前記第１ダクト（２８）から距離を置かれている、請求項１４記載の交換器。
16. 各フィン（１１）が、複数の前記第２ダクト（１３）と接触している、請求項１５記載の交換器。
17. 前記フィン（１１）は、当該交換器の縦軸線（Ｘ）に対して横断方向に、特に垂直に配置されている、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の交換器。
18. 当該交換器の縦軸線（Ｘ）に対して横断方向の、特に垂直な平面内において、各フィン（１１）が、当該交換器（１）におけるそのフィン（１１）が配置される部分の、この平面内での断面よりも小さな断面を有している、請求項１７記載の交換器。
19. 前記第１回路（３）は排気ガスを搬送し、前記第２回路（４）は熱伝達流体を搬送し、前記リザーバ（５）はゼオライトを受け入れる、先行請求項のうちいずれか一項に記載の交換器。
20. 前記請求項のうちいずれか一項に記載の熱交換器の援助で、車両の燃焼機関を加熱するための方法であって、
    − 反応流体との発熱反応に携わる反応物が予め内部へ導入されている前記リザーバ（５）内へと前記反応流体が注入されると共に、
    − 前記第２回路（４）の通過後に加熱された前記熱伝達流体が、加熱すべき前記燃焼機関に接近させられる、方法。

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