JP2016186254A - 排気熱回収器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】排気熱回収器の製造工数を減らすこと。
【解決手段】排気熱回収器１では、分流部４から集合部５に向かう排気の流れ方向が、バルブ７０の作動によって、熱回収部２又はバイパス部３を通過するように切り換えられる。バイパス部３は、排気が流れるバイパス流路３９を形成する筒状のバイパス管３０を備える。バイパス管３０には、分流部４、集合部５に突出して排気を導く突出部３０ｃ、３０ｅが一体に形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、排気の流れ方向を変えるバルブの作動によって、媒体と熱交換をする排気の流量が変えられる排気熱回収器及びその製造方法に関する。

特許文献１には、感温式バルブの作動によって、排気の流れ方向を熱回収室側に向ける作動モードと、排気の流れ方向を迂回路側に向ける作動モードと、に切り換えられる排熱回収器が開示されている。

感温式バルブは、温度に応じて作動するサーモワックス部と、サーモワックス部によって回転駆動される回転軸と、回転軸に結合された板状の流路切替ダンパと、を備える。

熱回収室と迂回路との間には、仕切り壁が設けられる。仕切り壁は、迂回路より上流側の排気ガス導入部と、迂回路より下流側の排気ガス排出部と、にわたって延びている。

特開２０１０−２２９８４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の仕切り壁は、排気ガス導入部、迂回路、及び排気ガス排出部に位置する部位がそれぞれ別部材で設けられている。このため、排熱回収器の製造時には、仕切り壁を構成する各部材を組み付けて接合する必要があり、製造工数が増えるという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、排気熱回収器の製造工数を減らすことを目的とする。

本発明のある態様によれば、排気の流れ方向を変えるバルブの作動によって媒体と熱交換をする排気の流量が変えられる排気熱回収器であって、バルブによって排気の流れ方向が変えられる分流部と、分流路から導かれる排気が媒体と熱交換をして流れる熱回収部と、分流部から導かれる排気が熱回収部を迂回して流れるバイパス部と、熱回収部又はバイパス部を通過した排気を導く集合部と、を備え、バイパス部は、排気が流れるバイパス流路を形成する筒状のバイパス管を備え、バイパス管には、分流部と集合部との少なくとも一方に突出して排気を導く突出部が一体に形成されることを特徴とする排気熱回収器が提供される。

上記態様によれば、排気熱回収器の製造時には、突出部がバイパス管の一部として形成されるため、突出部を組み立てる工数や、突出部を接合する工数が不要になる。したがって、排気熱回収器の製造工数を減らすことができる。

本発明の実施形態に係る排気熱回収器を示す斜視図である。 排気熱回収器の分解斜視図である。 図１のIII−III線に沿う排気熱回収器の断面図である。 排気熱回収器の作動モードが切り換えられた状態を示す断面図である。 バイパス管の製造工程を示す斜視図である。 バイパス管の製造工程を示す斜視図である。 変形例に係るバイパス管の製造工程を示す斜視図である。 変形例に係るバイパス管の製造工程を示す斜視図である。 変形例に係るバイパス管の製造工程を示す斜視図である。 変形例に係るバイパス管の製造工程を示す斜視図である。 変形例に係る排気熱回収器を示す断面図である。 変形例に係る排気熱回収器を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１に示す排気熱回収器１は、車両に搭載されるエンジン(図示省略)の暖機運転時などに、排気（流体）の熱によって媒体を加熱するものである。

媒体には、エンジンを循環する冷却液が用いられる。暖機運転時に、排気の熱によって媒体が加熱されることにより、起動後のエンジンやオイルクーラ、又は他の機器などが暖められる。例えば、媒体が空調装置(図示省略)を循環し、車両の暖房が行われるようにしてもよい。

排気熱回収器１は、エンジンから排出される排気が導入される分流部４と、分流部４から導かれる排気が媒体と熱交換をする熱回収部２と、分流部４から導かれる排気が熱回収部２を迂回して流れるバイパス部３と、熱回収部２及びバイパス部３を通過した排気を導く集合部５と、を備える。

エンジンから排出される排気は、図１に矢印Aで示すように分流部４に流入し、熱回収部２又はバイパス部３を通過した後に、矢印Bで示すように集合部５から流出する。図中のOは、排気熱回収器１の中心線である。排気熱回収器１では、中心線Ｏに沿う方向が排気の流れ方向である。

図２、図３に示すように、熱回収部２は、扁平な筒状をした複数のチューブ３２と、積層される各チューブ３２を収容する筒状のシェル３６と、シェル３６の両端を塞ぐ一対のエンドプレート４３、４４と、を備える。各チューブ３２は、エンドプレート４３とエンドプレート４４との間にわたって設けられる。

上流側のエンドプレート４３は、排気を導入する熱回収部２の入口３３（上流端）を形成する。下流側のエンドプレート４４は、排気を排出する熱回収部２の出口３４（下流端）を形成する。各チューブ３２は、中心線Ｏに直交する方向に並び、それぞれの一端がエンドプレート４３に並んで開口し、それぞれの他端がエンドプレート４４に並んで開口している。チューブ３２の内部には、中心線Ｏ方向に延びる熱交換流路３１が形成される。排気は、エンドプレート４３内の入口３３から各チューブ３２内の熱交換流路３１に分流し、各チューブ３２内を通過した後にエンドプレート４４内の出口３４で合流して、中心線O方向に流れる。

箱状に組み立てられるシェル３６及びエンドプレート４３、４４の内部には、媒体（冷却液）が流れる媒体流路３５が形成される。シェル３６の外側には、管状の媒体導入部１６及び媒体排出部１７が突出している。媒体導入部１６及び媒体排出部１７には、それぞれ媒体を導く配管(図示省略)が接続される。

エンジンから冷却通路（図示省略）を通じて導かれる媒体は、図１に矢印Cで示すように媒体導入部１６を通って媒体流路３５に流入する。媒体流路３５を流れる媒体は、各チューブ３２の内部を流れる高温の排気との間で熱交換をする。媒体流路３５にて温度が高くなった媒体は、矢印Dで示すように媒体排出部１７から流出し、冷却通路を通じて再びエンジンへと導かれる。

シェル３６は、略矩形の断面形状をした筒状に形成される。シェル３６は、中心線O方向に平板状に延びる４つの外壁部を有する。４つの外壁部のうちバイパス部３に対向する部位が、後述するように境界部４５の熱回収部境界壁３６ａを構成する。

なお、上述した構成に限らず、熱回収部２は、エンドプレートを備えないものであってもよい。例えば、熱回収部は、シェルの開口端部の内側に複数のチューブの開口端部が隙間なく積層されることによって、エンドプレートを備えない構成となる。

バイパス部３は、バイパス流路３９を形成する筒状のバイパス管３０を備える。バイパス管３０は、中心線O方向に延び、排気の流れ方向に対して熱回収部２のチューブ３２と並列に配置される。排気は、バイパス流路３９を通って中心線O方向に流れる。

バイパス管３０（バイパス部３）の入口３７（上流端）は、熱回収部２の入口３３に対して中心線Ｏと直交する左右方向に並んで開口する。同様に、バイパス管３０の出口３８（下流端）は、熱回収部２の出口３４に対して中心線Ｏと直交する左右方向に並んで開口する。

バイパス管３０は、Ｄ字形の断面形状を有する筒状に形成される。バイパス管３０は、シェル３６の熱回収部境界壁３６ａに対向して平板状に延びる対向板部３０ｂと、対向板部３０ｂから半筒状に延びる半筒部３０ａと、を有する。

なお、バイパス管３０は、上述した構成に限らず、例えば三角形や四角形などの他の断面形状を有する筒状に形成される構成としてもよい。

分流部４は、排気を導入する分流路２９を形成する分流管６（入口側ディフューザ）と、分流管６内で排気の流れ方向を変えるバルブ７０と、を備える。バルブ７０が分流管６内で回動することにより、分流部４を通過する排気の流れ方向が熱回収部２又はバイパス部３に向けられる。分流部４では、バルブ７０が分流管６内で回動する角度に応じて、熱回収部２とバイパス部３とに分流する排気の流量割合が変えられる。

図２に示すように、テーパ筒状の分流管６は、半筒状の上側分流管部６ａと、半筒状の下側分流管部６ｂと、が互いに接合されることによって形成される。分流路２９は、その流路面積が排気の流れ方向について次第に大きくなるように形成される。

分流管６の入口２４（上流端）は、フランジ８を介してエンジンから延びる排気管(図示省略)に接続される。エンジンから排出される排気は、矢印Aで示すように、排気管から分流管６内に流入する。

分流管６の出口２６（下流端）には、熱回収部２の入口３３とバイパス部３の入口３７とが並んで接続される。

バルブ７０は、分流管６に回転自在に支持される円柱状のバルブ軸７５と、バルブ軸７５に結合される板状のバルブ板７１と、を有する。

バルブ板７１は、バルブ軸７５のスリット７５ａに挿入される基端部を有し、複数のネジ（図示省略）を介してバルブ軸７５に結合される。なお、これに限らず、バルブ板７１は、バルブ軸７５の外周に形成された切り欠き面に結合される構成としてもよい。また、バルブ板７１は、バルブ軸７５と一体に形成される構成としてもよい。

バルブ軸７５は、分流管６の孔１２に挿入されることにより、分流管６に回転自在に支持される。バルブ軸７５は、中心線Ｏと直交する上下方向に延びるように配置される。

バルブ軸７５には、モータなどのアクチュエータ(図示省略)が連結される。アクチュエータは、コントローラ(図示省略)からの指令に応じてバルブ軸７５を回転駆動する。バルブ７０の回動位置は、図３に示すように排気を熱回収部２へ導く熱交換位置と、図４に示すように排気をバイパス部３へ導くバイパス位置と、の間で任意に切り換えられる。

なお、アクチュエータは、上述した構成に限らず、媒体の温度に応じて作動する感温材を用いるものであってもよい。

図３、図４に示すように、集合部５は、排気を導く集合流路６０を形成するテーパ筒状の集合管２３（出口側ディフューザ）を備える。図２に示すように、集合管２３は、半筒状の上側集合管部２３ａと、半筒状の下側集合管部２３ｂと、が互いに接合されることによって形成される。集合流路６０は、その流路面積が排気の流れ方向について次第に減少するように形成される。

集合管２３の入口５２（上流端）には、熱回収部２の出口３４とバイパス部３の出口３８とが左右方向に並んで接続される。

集合管２３の出口５１（下流端）は、フランジ２５を介して排気管(図示省略)に接続される。集合管２３を通って導かれる排気は、矢印Ｂで示すように排気管に流出し、排気管を通って外部へと排出される。

排気熱回収器１は、熱回収部２とバイパス部３とを隔てる境界部４５を備える。境界部４５は、熱回収部境界壁３６ａ、対向板部３０ｂ、断熱体４１、及び断熱体４２を備える。

バイパス部３の対向板部３０ｂと熱回収部２の熱回収部境界壁３６ａとは、互いに対向し、かつ中心線Oと平行に延びる平面状に形成される。

板状の断熱体４１及び断熱体４２は、熱回収部境界壁３６ａと対向板部３０ｂとの間に間隔を設ける隔離部として設けられる。

断熱体４１及び断熱体４２は、エンドプレート４３とエンドプレート４４との間にシェル３６の開口端部を挟んで接合される。

断熱体４１及び断熱体４２は、熱回収部境界壁３６ａ及び対向板部３０ｂより熱伝導率が低い断熱材によって形成される。断熱材には、例えば、多孔質素材を金属層で包囲し、内部を真空にしたものが用いられる。

熱回収部境界壁３６ａ、対向板部３０ｂ、断熱体４１の基端４１ｂ、及び断熱体４２の基端４２ｂの間には、空気層９が形成される。断熱体４１、断熱体４２、及び空気層９は、バイパス部３と熱回収部２との間で熱伝達を抑制する断熱層を構成する。

なお、断熱体４１及び断熱体４２は、上述した構成に限らず、断熱材を用いずに、熱回収部境界壁３６ａ及び対向板部３０ｂと同等の熱伝導率を有する部材によって形成される構成としてもよい。

排気熱回収器１は、空気層９を覆うケース１５を備える。空気層９は、ケース１５によって覆われることにより、外部から遮断された空間として形成される。

半筒状のケース１５は、熱回収部２及び境界部４５の外形に沿ったＵ字状の断面形状に形成される。ケース１５は、バイパス部３を挟むように中心線Ｏに沿って延びる両端部１８を有する。ケース１５の両端部１８は、バイパス管３０の半筒部３０ａに接合される。

なお、上述した構成に限らず、ケース１５を備えず、境界部４５の空気層９が外部と連通するように構成してもよい。

バルブ７０のバルブ軸７５は、境界部４５の端部から排気の流れ方向について上流側に所定の距離を持つように配置される。

バイパス管３０は、境界部４５から分流部４の内部に突出する上流側突出部３０ｃと、境界部４５から集合部５の内部に突出する下流側突出部３０ｅと、を有する。

上流側突出部３０ｃは、バイパス管３０の対向板部３０ｂに連接される板状に形成される。

上流側突出部３０ｃは、バルブ７０の下流側に延びるように形成される。上流側突出部３０ｃの先端３０ｄは、バルブ軸７５の下流側に対向するように配置される。上流側突出部３０ｃの先端３０ｄとバルブ軸７５の外周面との間には小さい間隙が形成され、バルブ軸７５が円滑に回転するようになっている。

分流部４内の分流路２９は、バルブ７０及び上流側突出部３０ｃによって、熱回収部２に流入する排気を導く熱回収部上流路２７と、バイパス部３に流入する排気を導くバイパス部上流路２８と、に仕切られる。

一方、バイパス管３０の下流側突出部３０ｅは、対向板部３０ｂから延設される平板状に形成される。

下流側突出部３０ｅの先端３０ｆは、集合部５の中程にて集合管２３の出口５１を向くように形成される。

集合部５内の集合流路６０は、下流側突出部３０ｅによって、熱回収部２から流出する排気を導く熱回収部下流路６１と、バイパス部３から流出する排気を導くバイパス部下流路６２と、に仕切られる。

次に、図５Ａ、図５Ｂを参照して、バイパス管３０の製造方法を説明する。

まず、金属板材を切断して、図５Ａに示す平板状の金属板８０を形成する工程が行われる。金属板８０には、矩形の本体部８１と、本体部８１の一端から突出する突出端部８２と、本体部８１の他端から突出する突出端部８３と、が形成される。

次に、図５Ｂに示すように、金属板８０を折り曲げる工程が行われる。金属板８０は、本体部８１が対向板部３０ｂの両端から折り曲げられることによって半筒部３０ａが半円筒状に形成される。突出端部８２は、対向板部３０ｂから連続する板状に延びて上流側突出部３０ｃを形成する。突出端部８３は、対向板部３０ｂから連続する板状に延びて下流側突出部３０ｅを形成する。

バイパス管３０は、折り曲げられた本体部８１の両端を互いに接合する接合部８４を有する。

排気熱回収器１の製造時には、分流部４、熱回収部２、バイパス部３、及び集合部５を組み立てる。こうして組み立てたものを炉（図示省略）に搬送して加熱処理をし、各部材をロウ付けによって接合する。このときに、バイパス管３０の接合部８４もロウ付けによって接合される。なお、接合部８４は、これに限らず、溶接によって接合してもよい。

次に、排気熱回収器１の作動について説明する。

エンジンから排出された排気は、バルブ７０が回動することにより熱回収部２又はバイパス部３に切り換えられて流通する。

エンジンの冷間時にて、排気熱回収器１が排気によって媒体を暖める熱回収作動モードでは、コントローラからの指令に応じてアクチュエータがバルブ７０を図３に示す回動位置（熱交換位置）に保持する。これにより、分流路２９に対してバイパス流路３９が閉じられる一方、熱交換流路３１が開かれる。排気は、図３に矢印Ｅ、Ｆ、Ｇで示すように分流路２９、熱交換流路３１、及び集合流路６０を通過するように導かれ、熱回収部２にて媒体と熱交換を行う。こうして、排気熱回収器１では媒体が排気の熱を吸収することで、媒体の温度が上昇し、エンジンなどの暖機が促される。

熱回収作動モードでは、図３に示すようにバルブ７０が分流管６内で傾斜し、バルブ板７１の先端が分流管６の内面に当接するとともに、バルブ軸７５の外周が上流側突出部３０ｃの先端３０ｄに小さい間隙を持って対峙している。こうして、バルブ７０と分流管６の内面又は境界部４５との間に設けられる間隙が小さく抑えられるため、排気の一部がバルブ７０と境界部４５との間を通ってバイパス流路３９へと流れる内部洩れが抑えられる。この結果、排気熱回収器１では媒体が吸収する排気の熱量を高められる。

エンジンの暖機が進み、排気熱回収器１が排気を熱回収部２に流通させる必要がなくなった場合には、排気熱回収器１は非回収作動モードに切り換えられる。非回収作動モードでは、コントローラからの指令に応じてアクチュエータがバルブ７０を回動させて図４に示す回動位置（バイパス位置）に切り換える。これにより、バルブ７０によって分流路２９に対して熱交換流路３１が閉じられる一方、バイパス流路３９が開かれる。排気は、図４に矢印I、J、Kで示すように分流路２９、バイパス流路３９、及び集合流路６０を通過するように導かれる。こうして、排気が熱回収部２を迂回して流れ、媒体の温度上昇が抑えられる。

非回収作動モードでは、図４に示すようにバルブ７０が分流管６内で傾斜し、バルブ板７１の先端が分流管６の内面に当接するとともに、バルブ軸７５の外周が上流側突出部３０ｃの先端３０ｄに小さい間隙を持って対峙している。これにより、分流路２９を通過する排気の一部がバルブ７０と境界部４５の間を通って熱交換流路３１へと流れる内部洩れが抑えられる。こうして、分流路２９を通過する排気の一部が熱回収部２の入口３３へ向かうことが防止され、熱回収部２が加熱されることが抑えられる。

非回収作動モードでは、バイパス部３から集合部５の集合流路６０を通過する排気が、図４に矢印Kで示すように、下流側突出部３０ｅに沿って円滑に流れることで、熱回収部２の出口３４へ向かって吹き返すことが抑えられる。こうして集合流路６０を通過する排気の一部が熱回収部２の出口３４へ向かうことが防止され、熱回収部２が加熱されることが抑えられる。

以上のようにして、非回収作動モードでは、排気によって熱回収部２を循環する媒体が加熱されることが十分に抑えられ、媒体によって暖機後のエンジンなどが加熱されることが防止される。

次に、本実施形態の効果について説明する。

本実施形態によれば、排気が流れるバイパス流路３９を形成する筒状のバイパス管３０を備え、バイパス管３０に分流部４、集合部５に突出して排気を導く突出部３０ｃ、３０ｅが一体に形成される排気熱回収器１が提供される。

また、本実施形態によれば、金属板８０を筒状に折り曲げてバイパス管３０を形成し、金属板８０の一部（突出端部８２、８３）によって突出部３０ｃ、３０ｅを形成する排気熱回収器１の製造方法が提供される。

上記構成に基づき、排気熱回収器１の製造時に、突出部３０ｃ、３０ｅがバイパス管３０の一部として形成されるため、突出部３０ｃ、３０ｅを組み立てる工数や、突出部３０ｃ、３０ｅを接合する工程が不要になる。これにより、排気熱回収器１は、製造工数を減らして、製品のコストダウンが図れる。

また、本実施形態によれば、バイパス管３０は、熱回収部２に対向する平板状の対向板部３０ｂと、対向板部３０ｂに連接される半筒状の半筒部３０ａと、を有する。バイパス管３０の突出部３０ｃ、３０ｅは、対向板部３０ｂに連接される板状に形成される。

上記構成に基づき、板状の突出部３０ｃは、境界部４５から分流部４に突出する。板状の突出部３０ｅは、境界部４５から集合部５に突出する。排気熱回収器１の作動時には、バルブ７０の作動に応じて熱回収部２又はバイパス部３を流れる排気がバイパス管３０の突出部３０ｃ、３０ｅによって円滑に導かれる。これにより、作動モードに応じて媒体と排気との間で行われる熱交換量を的確に切り換えることができる。

また、本実施形態によれば、分流部４に突出する上流側突出部３０ｃは、対向板部３０ｂからバルブ７０（バルブ軸７５）の下流側に延びる。上流側突出部３０ｃは、分流路２９を熱回収部２に流入する排気を導く熱回収部上流路２７と、バイパス部３に流入する排気を導くバイパス部上流路２８と、に仕切るように形成される。

上記構成に基づき、排気が熱回収部２を迂回して導かれる非回収作動モードにおいて、排気がバルブ７０と境界部４５との間隙を通って熱交換流路３１へと流れる内部洩れが抑えられる。これにより、非回収作動モードにおいて、媒体の温度を低く保つことができ、暖機後のエンジンなどが加熱されることが防止される。

また、本実施形態によれば、集合部５に突出する下流側突出部３０ｅは、集合流路６０を熱回収部２から流出する排気を導く熱回収部下流路６１と、バイパス部３から流出する排気を導くバイパス部下流路６２と、に仕切るように形成される。

上記構成に基づき、排気が熱回収部２を迂回して導かれる非回収作動モードにおいて、バイパス部３を通過した排気が境界部４５から下流側突出部３０ｅに沿って流れるため、集合部５に流出した排気が熱回収部２の出口３４に向けて吹き返すことが抑えられる。これにより、非回収作動モードにおいて、媒体の温度を低く保つことができ、暖機後のエンジンなどが加熱されることが防止される。

次に、図６Ａ、図６Ｂを参照してバイパス管３０の変形例を説明する。バイパス管３０は、上流側突出部３０ｃのみを有し、下流側突出部を有さない。

バイパス管３０の製造時には、まず、金属板材を切断して、図６Ａに示す金属板１８０を形成する工程が行われる。金属板１８０には、矩形の本体部１８１と、本体部１８１の一端から突出する突出端部１８２と、が形成される。本体部１８１の他端からは、突出端部が突出していない。

次に、図６Ｂに示すように、金属板１８０を折り曲げる工程が行われる。金属板１８０は、本体部１８１が半円筒状に折り曲げられることによって半筒部３０ａ及び対向板部３０ｂが形成される。突出端部１８２は、対向板部３０ｂから連続する板状に延びて上流側突出部３０ｃを形成する。こうして、バイパス管３０には、上流側突出部３０ｃのみが形成される。

次に、図７Ａ、図７Ｂを参照してバイパス管３０の変形例を説明する。バイパス管３０は、上流側突出部を有さずに、下流側突出部３０ｅのみを有する。

バイパス管３０の製造時に、まず、金属板材を切断して、図７Ａに示す金属板２８０を形成する工程が行われる。金属板２８０には、矩形の本体部２８１と、本体部２８１の一端から突出する突出端部２８３と、が形成される。本体部２８１の他端からは、突出端部が突出していない。

次に、図７Ｂに示すように、金属板２８０を折り曲げる工程が行われる。金属板２８０は、本体部２８１が半円筒状に折り曲げられることによって半筒部３０ａ及び対向板部３０ｂが形成される。突出端部２８３は、対向板部３０ｂから連続する板状に延びて下流側突出部３０ｅを形成する。こうして、バイパス管３０には、下流側突出部３０ｅのみが形成される。

次に、図８を参照して排気熱回収器１の変形例を説明する。図８は、排気熱回収器１の概略構成を示す断面図である。

集合部５の集合流路６０は、熱交換流路３１及びバイパス流路３９の下流側に接続されるテーパ流路６０ａと、テーパ流路６０ａの下流側に接続されるストレート流路６０ｂと、有する。

テーパ流路６０ａは、その流路面積が排気の流れ方向について次第に縮小するように形成される。

集合管２３のテーパ流路６０ａを形成する部位は、排気の流れ方向に延びる断面が中心線Oに対して傾斜し、かつ外側に膨らむように湾曲した筒状に形成される。

ストレート流路６０ｂは、その流路面積が排気の流れ方向について略一定になるように形成される。

集合管２３のストレート流路６０ｂを形成する部位は、排気の流れ方向の断面が直線状に延びる筒状をしている。

なお、上述したようにストレート流路６０ｂが排気熱回収器１の集合部５に設けられる構成に限らず、ストレート流路６０ｂが排気熱回収器１に接続される排気管（図示省略）によって形成される構成としてもよい。

下流側突出部３０ｅは、対向板部３０ｂから排気熱回収器１の中心線Ｏに対して平行に延びる平板状に形成される。

集合流路６０は、下流側突出部３０ｅによって熱回収部下流路６１とバイパス部下流路６２とに仕切られる。下流側突出部３０ｅは、その先端３０ｆによって仕切られる熱回収部下流路６１の下流端における流路断面積と、バイパス部下流路６２の下流端における流路断面積とを略等しくするように形成される。これにより、排気熱回収器１の作動時において、熱回収作動モード及び非回収作動モードの両方で、排気の流れがテーパ筒状の集合管２３及び下流側突出部３０ｅに付与される抵抗が小さく抑えられる。

バイパス管３０の下流側突出部３０ｅは、テーパ流路６０ａを超えて延設され、その先端３０ｆがストレート流路６０ｂに配置されるように形成される。

排気熱回収器１の作動時において、非回収作動モードでは、バイパス流路３９からテーパ流路６０ａ（バイパス部下流路６２）を通過する排気が、下流側突出部３０ｅによってストレート流路６０ｂに導かれる。こうして、ストレート流路６０ｂまで延びた下流側突出部３０ｅが設けられることで、テーパ流路６０ａを通過する排気が湾曲する集合管２３の内面に当たって熱回収部２の出口３４へと逆流することが有効に抑えられる。

次に、図９を参照して排気熱回収器１の変形例を説明する。図９は、排気熱回収器１の概略構成を示す断面図である。

テーパ筒状の集合管２３は、半筒状の上側集合管部２３ａと、半筒状の下側集合管部２３ｂと、が互いに接合されることによって形成される。

上側集合管部２３ａは、排気の流れ方向に延びる断面が中心線Oに対して傾斜し、かつ外側に膨らむように湾曲した半筒状に形成される。

下側集合管部２３ｂは、バイパス管３０の半筒部３０ａの延長方向に延びる半筒状に形成される。下側集合管部２３ｂは、排気の流れ方向の断面が中心線Oに対して平行に延びるように形成される。

バイパス管３０の下流側突出部３０ｅは、対向板部３０ｂから曲折し、中心線Oに対して傾斜する部位を有する板状に形成される。下流側突出部３０ｅは、下側集合管部２３ｂに対して傾斜するように形成される。

下側集合管部２３ｂと下流側突出部３０ｅとの間にバイパス部下流路６２が形成される。これにより、バイパス部下流路６２は、バイパス流路３９の延長上に延びるように形成される。

下流側突出部３０ｅは、その先端３０ｆによって仕切られる熱回収部下流路６１の下流端における流路断面積と、バイパス部下流路６２の下流端における流路断面積とを略等しくするように形成される。

排気熱回収器１の作動時において、熱回収作動モードでは、熱交換流路３１から熱回収部下流路６１を通過する排気が、上側集合管部２３ａ及び下流側突出部３０ｅに沿って曲がりながら流れる。

一方、非回収作動モードでは、バイパス流路３９からバイパス部下流路６２を通過する排気が、下側集合管部２３ｂ及び下流側突出部３０ｅに沿ってまっすぐに流れる。これにより、バイパス部下流路６２を通過する排気が集合管２３の内面に当たって曲げられることなく、熱回収部２の出口３４へと逆流することが有効に抑えられるとともに、集合管２３に付与される抵抗が小さく抑えられる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

本発明は、車両に搭載される排気熱回収器として好適であるが、車両以外に使用される熱交換器にも適用できる。

１ 排気熱回収器
２ 熱回収部
３ バイパス部
４ 分流部
５ 集合部
２３ 集合管
２３ｂ 集合管部
２７ 熱回収部上流路
２８ バイパス部上流路
２９ 分流路
３０ バイパス管
３０ａ 半筒部
３０ｂ 対向板部
３０ｃ、３０ｅ 突出部
３０ｆ 先端
３１ 熱交換流路
３９ バイパス流路
４５ 境界部
６０ 集合流路
６０ａ テーパ流路
６０ｂ ストレート流路
６１ 熱回収部下流路
６２ バイパス部下流路
７０ バルブ
８０、１８０、２８０ 金属板

Claims (7)

1. 排気の流れ方向を変えるバルブの作動によって媒体と熱交換をする排気の流量が変えられる排気熱回収器であって、
   前記バルブによって排気の流れ方向が変えられる分流部と、
   前記分流路から導かれる排気が媒体と熱交換をして流れる熱回収部と、
   前記分流部から導かれる排気が前記熱回収部を迂回して流れるバイパス部と、
   前記熱回収部又は前記バイパス部を通過した排気を導く集合部と、を備え、
   前記バイパス部は、排気が流れるバイパス流路を形成する筒状のバイパス管を備え、
   前記バイパス管には、前記分流部と前記集合部との少なくとも一方に突出して排気を導く突出部が一体に形成され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であって、
   前記バイパス管は、
   前記熱回収部に対向する平板状の対向板部と、
   前記対向板部に連接される半筒状の半筒部と、を有し、
   前記突出部は、前記対向板部に連接される板状に形成されることを特徴とする排気熱回収器。
3. 請求項１又は２に記載の排気熱回収器であって、
   前記分流部に突出する前記突出部は、
   前記バルブの下流側に延びるように形成され、
   前記熱回収部に流入する排気を導く熱回収部上流路と、前記バイパス部に流入する排気を導くバイパス部上流路と、を仕切ることを特徴とする排気熱回収器。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の排気熱回収器であって、
   前記集合部に突出する前記突出部は、前記熱回収部から流出する排気を導く熱回収部下流路と、前記バイパス部から流出する排気を導くバイパス部下流路と、を仕切ることを特徴とする排気熱回収器。
5. 請求項４に記載の排気熱回収器であって、
   前記集合部は、
   排気の流路断面積が流れ方向について小さくなるテーパ流路と、
   前記テーパ流路に接続されて排気の流路断面積が流れ方向について略一定になるストレート流路と、を有し、
   前記集合部に突出する前記突出部は、前記テーパ流路を超えて前記ストレート流路に達することを特徴とする排気熱回収器。
6. 請求項４又は５に記載の排気熱回収器であって、
   前記集合部は、前記バイパス管の延長方向に延びる集合管部を有し、
   前記集合部に突出する前記突出部は、前記集合管部に対して傾斜するように形成されることを特徴とする排気熱回収器。
7. 請求項１から６のいずれか一つに記載の排気熱回収器の製造方法であって、
   金属板を筒状に折り曲げて前記バイパス管を形成し、
   前記金属板の一部によって前記突出部を形成することを特徴とする排気熱回収器の製造方法。

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