JP2017203420A - 排気熱回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにして、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰を抑制することができる排気熱回収装置を提供する。【解決手段】内管１０の内部のバイパス通路１１が閉鎖された際に、バイパス通路１１から内管１０と外管２０の間の円環状の熱交換通路２１に排気ガスＧを導入する多数の連通孔１５が内管１０に形成され、外管２０の外周側に冷却媒体入口管３６と冷却媒体出口管を有する円環状の冷却媒体通路３５が設けられた排気熱回収装置１であって、円環状の熱交換通路２１の上流側に、多数の連通孔１５から導入された排気ガスＧが円環状の伝熱部材２２側に流れるように案内するガイドプレート３８を設けた。【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンや燃焼機器等から排気ガスと共に排出される熱を回収する排気熱回収装置（排気熱回収器）に関するものである。

例えば、エンジンから排出される排気ガスの熱を回収する排気熱回収装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。

この排気熱回収装置１００は、図１１に示すように、排気ガスＧが流れるバイパス通路としての第１排気通路１１１を形成する内筒１１０と、この内筒１１０の外周側に配置された外筒１２０と、内筒１１０と外筒１２０の間に熱交換通路としての環状の第２排気通路１２１を形成する中間筒１３０と、環状の第２排気通路１２１を流れる排気ガスＧの熱を、流通する冷却媒体（例えば冷却水）Ｗに伝達するように外筒１２０と中間筒１３０との間に形成された環状の冷却媒体通路１４０と、外筒１２０の一端と他端に設けられた冷却媒体導入ポート１２５及び冷却媒体導出ポート１２６と、内筒１１０の上流側の円周方向に形成され、第１排気通路１１１の上流端に導入された排気ガスＧを第１排気通路１１１から環状の第２排気通路１２１の上流側に導入可能な多数の連通孔１１５と、第１排気通路１１１の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガスＧを第１排気通路１１１に流通させ、閉じた状態で排気ガスＧを多数の連通孔１１５を通して環状の第２排気通路１２１に流通させる弁体１５０と、を備えている。

そして、熱回収時には弁体１５０が閉じた状態となり、排気ガスＧが内筒１１０の多数の連通孔１１５を通って環状の第２排気通路１２１に流通し、冷却媒体導入ポート１２５から流入した冷却媒体Ｗが環状の冷却媒体通路１４０を流れながら排気ガスＧと熱交換し、熱を持って冷却媒体導出ポート１２６から流出することにより熱回収される。

尚、熱交換通路としての環状の第２排気通路１２１と冷却媒体通路１４０が接する中間筒１３０の第２排気通路１２１側の面には、螺旋溝状の凹凸１３１を設けて、熱交換面積を広くしている。

特開２００６−２５０５２４号公報 特開２００８−１２８１２８号公報

前述した従来の排気熱回収装置１００では、第１排気通路１１１から環状の第２排気通路１２１に排気ガスＧを導入する連通孔１１５を、内筒１１０の円周方向の全周に亘り等間隔に多数形成しているため、高温の排気ガスＧが冷却媒体導出ポート１２６の存在する方向にも多く流れることになり、冷却媒体導出ポート１２６の近傍等において局所的に冷却媒体Ｗが過度に加熱されて沸騰し易かった。

本発明は、上記事情を考慮し、冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにして、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰を抑制することができる排気熱回収装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、排気ガスの熱を伝熱部材を介して冷却媒体に伝熱することで排気熱を回収する排気熱回収装置において、前記排気ガスが流れるバイパス通路を形成する内管と、前記内管の外周側に配置され、前記内管の外周との間に環状の熱交換通路を形成する外管と、前記環状の熱交換通路に配置され、該環状の熱交換通路を軸方向に流れる排気ガスから熱を受け取る環状の伝熱部材と、前記環状の伝熱部材の受け取った熱を、流通する冷却媒体に伝達するように前記環状の伝熱部材の外周側に配置され、かつ、前記外管の外周側に形成された環状の冷却媒体通路と、前記環状の冷却媒体通路の周方向の異なる位置に設けられた冷却媒体入口管及び冷却媒体出口管と、前記内管の上流側の管壁に穿設され、前記バイパス通路の上流端に導入された排気ガスを前記バイパス通路から前記環状の熱交換通路の上流側に導入可能な多数の連通孔と、前記バイパス通路の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガスを前記バイパス通路に流通させ、閉じた状態で排気ガスを前記連通孔を通して前記環状の熱交換通路に流通させる開閉弁と、を備え、前記環状の熱交換通路の上流側に、前記連通孔から導入された前記排気ガスが前記環状の伝熱部材側に流れるように案内するガイドプレートを設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の排気熱回収装置であって、前記冷却媒体入口管と前記冷却媒体出口管の少なくとも一方に相対向する前記環状の熱交換通路内に前記ガイドプレートを設けたことを特徴とする。

請求項３の発明は、排気ガスの熱を伝熱部材を介して冷却媒体に伝熱することで排気熱を回収する排気熱回収装置において、前記排気ガスが流れるバイパス通路を形成する内管と、前記内管の外周側に配置され、前記内管の外周との間に環状の熱交換通路を形成する外管と、前記環状の熱交換通路に配置され、該環状の熱交換通路を軸方向に流れる排気ガスから熱を受け取る環状の伝熱部材と、前記環状の伝熱部材の受け取った熱を、流通する冷却媒体に伝達するように前記環状の伝熱部材の外周側に配置され、かつ、前記外管の外周側に形成された環状の冷却媒体通路と、前記環状の冷却媒体通路の周方向の異なる位置に設けられた冷却媒体入口管及び冷却媒体出口管と、前記内管の上流側の管壁に穿設され、前記バイパス通路の上流端に導入された排気ガスを前記バイパス通路から前記環状の熱交換通路の上流側に導入可能な多数の連通孔と、前記バイパス通路の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガスを前記バイパス通路に流通させ、閉じた状態で排気ガスを前記連通孔を通して前記環状の熱交換通路に流通させる開閉弁と、を備え、前記連通孔を該連通孔から導入された前記排気ガスが前記環状の伝熱部材側に流れるように傾斜させて形成したことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３記載の排気熱回収装置であって、前記内管の断面中心から前記冷却媒体入口管の外側を挟むように２本の仮想線を引き、前記２本の仮想線に挟まれた前記内管の管壁上の領域に位置する前記連通孔と、前記内管の断面中心から前記冷却媒体出口管の外側を挟むように２本の仮想線を引き、前記２本の仮想線に挟まれた前記内管の管壁上の領域に位置する前記連通孔との少なくとも一方を、該連通孔から導入された前記排気ガスが前記環状の伝熱部材側に流れるようにそれぞれ傾斜させて形成したことを特徴とする。

請求項５の発明は、排気ガスの熱を伝熱部材を介して冷却媒体に伝熱することで排気熱を回収する排気熱回収装置において、前記排気ガスが流れるバイパス通路を形成する内管と、前記内管の外周側に配置され、前記内管の外周との間に環状の熱交換通路を形成する外管と、前記環状の熱交換通路に配置され、該環状の熱交換通路を軸方向に流れる排気ガスから熱を受け取る環状の伝熱部材と、前記環状の伝熱部材の受け取った熱を、流通する冷却媒体に伝達するように前記環状の伝熱部材の外周側に配置され、かつ、前記外管の外周側に形成された環状の冷却媒体通路と、前記環状の冷却媒体通路の周方向の異なる位置に設けられた冷却媒体入口管及び冷却媒体出口管と、前記内管の上流側の管壁に穿設され、前記バイパス通路の上流端に導入された排気ガスを前記バイパス通路から前記環状の熱交換通路の上流側に導入可能な多数の連通孔と、前記バイパス通路の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガスを前記バイパス通路に流通させ、閉じた状態で排気ガスを前記連通孔を通して前記環状の熱交換通路に流通させる開閉弁と、を備え、前記環状の熱交換通路の上流側に、前記連通孔から導入された前記排気ガスが前記環状の伝熱部材側に流れるように案内するガイドプレートを設ける一方、前記連通孔を該連通孔から導入された前記排気ガスが前記環状の伝熱部材側に流れるように傾斜させて形成したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、環状の熱交換通路の上流側に連通孔から導入された排気ガスが環状の伝熱部材側に流れるように案内するガイドプレートを設けたことにより、環状の冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにすることができ、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰を抑制することができる。即ち、ガイドプレートにより排気ガスの流れの向きを環状の伝熱部材側へ制御して、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰を抑制することができる。

請求項２の発明によれば、冷却媒体入口管と冷却媒体出口管の少なくとも一方に相対向する前記環状の熱交換通路内にガイドプレートを設けたことにより、環状の冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにすることができ、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰をより確実に抑制することができる。

請求項３の発明によれば、連通孔を該連通孔から導入された排気ガスが環状の伝熱部材側に流れるように傾斜させて形成したことにより、連通孔を傾斜させて形成するだけの簡単な構造により、環状の冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにすることができ、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰を抑制することができる。

請求項４の発明によれば、内管の断面中心から冷却媒体入口管の外側を挟むように２本の仮想線を引き、２本の仮想線に挟まれた内管の管壁上の領域に位置する連通孔と、内管の断面中心から冷却媒体出口管の外側を挟むように２本の仮想線を引き、２本の仮想線に挟まれた内管の管壁上の領域に位置する連通孔との少なくとも一方を、該連通孔から導入された排気ガスが環状の伝熱部材側に流れるようにそれぞれ傾斜させて形成したことにより、環状の冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにすることができ、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰をより確実に抑制することができる。

請求項５の発明によれば、環状の熱交換通路の上流側に、連通孔から導入された排気ガスが環状の伝熱部材側に流れるように案内するガイドプレートを設ける一方、連通孔を該連通孔から導入された排気ガスが環状の伝熱部材側に流れるように傾斜させて形成したことにより、環状の冷却媒体通路の排気ガスのガス導入側に相対向する部位に排気ガスが直接当たらないようにすることができ、排気ガスの加熱による冷却媒体の沸騰をより確実に抑制することができる。

本発明の第１実施形態の排気熱回収装置の側面図である。 図１のＡ矢視図である。 図１中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。 上記排気熱回収装置の冷却媒体入口管周辺の部分断面図である。 図３中Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態の図３中Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。 本発明の第３実施形態の図３中Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。 （ａ）は本発明の第４実施形態の冷却媒体入口管周辺の部分断面図、（ｂ）は同冷却媒体入口管周辺の要部の変形例を示す部分断面図である。 上記第４実施形態の図３中Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。 本発明の第５実施形態の冷却媒体入口管周辺の部分断面図である。 従来の排気熱回収装置の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は第１実施形態の排気熱回収装置の側面図、図２は図１のＡ矢視図、図３は図１中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、図４は同排気熱回収装置の冷却媒体入口管周辺の部分断面図、図５は図３中Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。

この排気熱回収装置（排気熱回収器）１は、上流側から下流側へ向かって排気ガスＧが流れる図示しない排気管の途中に設けられるもので、図１〜図３に示すように、内管１０と外管２０と冷却媒体ジャケット部材３０と開閉弁１６と下流側連絡管５０及び取付フランジ１８，５３等から構成されている。

図３に示すように、内管１０は、排気ガスＧが流れるバイパス通路１１を形成する小径の円形配管からなり、その上流側にはテーパ部１３を介して大径の上流側連絡管１２が一体に形成されている。この上流側連絡管１２の上流端には、排気管に接続するための上流側取付フランジ１８が溶接で接合されている。

また、内管１０の上流側の管壁の全周には、バイパス通路１１の上流端に導入された排気ガスＧをバイパス通路１１から後述する円環状の熱交換通路２１の上流側に導入可能な多数の連通孔１５が設けられている。この多数の連通孔１５は、内管１０の外周面１０ｂに対して垂直に形成されている。

さらに、バイパス通路１１を構成する内管１０の下流端には、開いた状態で排気ガスＧをバイパス通路１１に流通させ、閉じた状態で排気ガスＧを連通孔１５を通して円環状の熱交換通路２１に図３中実線の矢印のように流通させる開閉弁１６が設けられている。この開閉弁１６は支軸１７を介して後述する下流側連絡管５０に開閉自在に取り付けられており、図示しない電気制御アクチュエータにより開閉される。尚、開閉弁１６を、冷却媒体温度感知アクチュエータや排気圧感知アクチュエータ等の他のアクチュエータにより開閉させるようにしても良い。

図３及び図５に示すように、外管２０は、内管１０の外周側に同心に配置され、内管１０の外周面１０ｂとの間に円環状の熱交換通路２１を形成している。即ち、外管２０は、内管１０よりも大径の円形管で構成され、その内周面２０ａに内管１０の外周面１０ｂとの間に設けられた円環状の伝熱部材２２を備えている。この伝熱部材２２は、断面円形の円環状に形成され、その中心部に内管１０が挿通する断面円形の中空部２２ａを有している。また、この円環状の伝熱部材２２は、円環状の熱交換通路２１の略中央に配置されており、円環状の熱交換通路２１を軸方向に流れる排気ガスＧから熱を受け取る役目を果たす。尚、円環状の伝熱部材２２としては、軸線方向に貫通した多数のセルを伝熱隔壁で画成したハニカム構造体や多数のフィンを放射状に配設したフィン構造体等を使用する。

また、外管２０は、その外周側に冷却媒体ジャケット部材３０を一体に備えている。冷却媒体ジャケット部材３０は、円環状の膨出部３１と、その上流側及び下流側のストレート管部３２，３３とを有し、円環状の膨出部３１と外管２０との間に円環状の冷却媒体通路３５を形成している。この円環状の冷却媒体通路３５は、その中を流れる冷却媒体（例えばクーラント）Ｗに伝熱部材２２の受け取った熱を有効に伝えることができるように、円環状の伝熱部材２２の外周側に設けられている。尚、円環状の冷却媒体通路３５の軸方向長さは、円環状の伝熱部材２２の軸方向長さに対応させてある。

外管２０及び冷却媒体ジャケット部材３０は、冷却媒体ジャケット部材３０のストレート管部３２の端部を円環板状の支持板４１を介して上流側連絡管１２に溶接で固定し、かつ、冷却媒体ジャケット部材３０のストレート管部３３の端部を後述する下流側連絡管５０内に溶接で固定すると共に、内管１０の端部を下流側連絡管５０に溶接で固定された円環板状の支持板４２に挿通自在（摺動自在）に支持することで、内管１０の熱による伸びが吸収されるようになっている。尚、上流側支持板４１は閉塞板として構成されているが、下流側支持板４２には、排気ガスＧを流通させるための開口孔４３が形成されている。

また、外管２０及び冷却媒体ジャケット部材３０の下流端には下流側連絡管５０が接続され、下流側連絡管５０の下流側にテーパ部５１を介して設けられた小径連絡管５２の下流端には、排気管に接続するための下流側取付フランジ５３が溶接で接合されている。

また、図３及び図５に示すように、冷却媒体ジャケット部材３０の円環状の膨出部３１の周壁には円形で一対の取付孔３１ａ，３１ｂが所定距離隔てて形成されており、この一対の取付孔３１ａ，３１ｂには円筒状の冷却媒体入口管３６と円筒状の冷却媒体出口管３７がそれぞれ取り付けられている。これら冷却媒体入口管３６と冷却媒体出口管３７は、円環状の冷却媒体通路３５の周方向の異なる位置（図示例では、９０°周方向に離れた位置）に配置されている。尚、高温の排気ガスＧが冷却媒体出口管３７の存在する側に流れて冷却媒体出口管３７の近傍において冷却媒体Ｗの過度の加熱（沸騰）により気泡が発生する場合があるので、その気泡発生時の気泡の排出性から、図５に示すように、冷却媒体ジャケット部材３０の上部に冷却媒体出口管３７を設けた方が良い。

尚、図４及び図５に示すように、冷却媒体入口管３６は、その端部３６ａを冷却媒体ジャケット部材３０の膨出部３１の取付孔３１ａに嵌め込み、鍔部３６ｂを膨出部３１に溶接することで冷却媒体ジャケット部材３０に固定されている。また、図５に示すように、冷却媒体出口管３７は、その端部３７ａを冷却媒体ジャケット部材３０の膨出部３１の取付孔３１ｂに嵌め込み、鍔部３７ｂを膨出部３１に溶接することで冷却媒体ジャケット部材３０に固定されている。

図３〜図５に示すように、内管１０と外管２０及び冷却媒体ジャケット部材３０のストレート管部３２，３３との間で形成される円環状の熱交換通路２１の上流側には、多数の連通孔１５から導入された排気ガスＧが円環状の伝熱部材２２側に流れるように案内するガイドプレート３８が設けられている。即ち、図４及び図５に示すように、円環状の熱交換通路２１内の上流側の冷却媒体入口管３６に隣接した円環状の冷却媒体通路３５の排気ガスＧのガス導入側に相対向する部位（冷却媒体ジャケット部材３０の端部で冷却媒体Ｗが沸騰し易い部位）Ｈ側には、基端部３８ａがストレート管部３２に溶接により固定され、テーパ部３８ｂを介して円環状の熱交換通路２１の近傍まで延びる先端部３８ｃを有した円弧段差板状のガイドプレート３８が設けられている。また、図４に示すように、ガイドプレート３８の先端部３８ｃと外管２０の内周面２０ａとの間には隙間ｔが形成されている。

次に作用を述べる。

排気熱回収装置１の開閉弁１６が開いている場合には、排気ガスＧはバイパス通路１１を流れて下流側に到達する。この開閉弁１６が開いている時は、排気ガスＧはバイパス通路１１から円環状の熱交換通路２１に流れないため、排気ガスＧの熱は、円環状の伝熱部材２２に受け渡されることはない。よって、排気ガスＧの熱は、円環状の冷却媒体通路３５を流れる冷却媒体Ｗに伝達されて回収されることはない熱の非回収状態となる。

一方、排気熱回収装置１の開閉弁１６が閉じている場合には、図３中実線の矢印で示すように、排気ガスＧはバイパス通路１１から円環状の熱交換通路２１に流れ、支持板４２の開口孔４３を経て下流側連絡管５０に流れる。この間に、排気ガスＧの熱は、円環状の伝熱部材２２に受け渡され、この円環状の伝熱部材２２に受け渡され熱が、図５に示すように、円環状の冷却媒体通路３５を流れる冷却媒体Ｗに伝達されて回収される。

この際に、図５に示すように、中心部に内管１０が挿通する中空部２２ａを有する円環状の伝熱部材２２が、軸線方向に貫通した多数のセルを伝熱隔壁で画成したハニカム構造体で構成されている場合は、円環状の熱交換通路２１を流通する排気ガスＧの流れを阻害せずに効率よく排気ガスＧの熱を円環状の伝熱部材２２で受け取ることができ、熱回収効率の向上を図ることができる。

この排気熱回収装置１によれば、図３〜図５に示すように、円環状の熱交換通路２１内の上流側の冷却媒体ジャケット部材３０の端部で冷却媒体Ｗが沸騰し易い部位側に、多数の連通孔１５から導入された排気ガスＧが円環状の伝熱部材２２側に流れるように案内するガイドプレート３８を設けたことにより、円環状の冷却媒体通路３５の排気ガスＧのガス導入側に相対向する部位（冷却媒体ジャケット部材３０の端部で冷却媒体Ｗが沸騰し易い部位）Ｈに排気ガスＧが直接当たらないようにすることができ、排気ガスＧの加熱による冷却媒体Ｗの沸騰を抑制することができる。即ち、先端部３８ｃが円環状の熱交換通路２１の近傍まで延びる簡単な構造のガイドプレート３８によって、排気ガスＧの流れの向きを円環状の伝熱部材２２側へ制御することができるため、排気ガスＧの加熱による冷却媒体Ｗの沸騰を確実に抑制することができる。

図６は本発明の第２実施形態の図３中Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。

この第２実施形態では、円環状の熱交換通路２１内の上流側の冷却媒体入口管３６及び冷却媒体出口管３７に隣接した円環状の冷却媒体通路３５の排気ガスＧのガス導入側に相対向する部位側に、多数の連通孔１５から導入された排気ガスＧが円環状の伝熱部材２２側に流れるように案内するガイドプレート３８がそれぞれ設けられている。尚、他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、同一構成部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

この第２実施形態によれば、冷却媒体入口管３６と冷却媒体出口管３７に相対向する円環状の熱交換通路２１内にガイドプレート３８をそれぞれ設けたことにより、円環状の冷却媒体通路３５の排気ガスＧのガス導入側に相対向する部位（冷却媒体ジャケット部材３０の端部で冷却媒体Ｗが沸騰し易い部位）に排気ガスＧが直接当たらないようにすることができる。これにより、排気ガスＧの加熱による冷却媒体Ｗの沸騰をより確実に抑制することができる。

図７は本発明の第３実施形態の図３中Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。

この第３実施形態では、円環状の熱交換通路２１内の上流側の冷却媒体出口管３７に隣接した円環状の冷却媒体通路３５の排気ガスＧのガス導入側に相対向する部位側に、多数の連通孔１５から導入された排気ガスＧが円環状の伝熱部材２２側に流れるように案内するガイドプレート３８が設けられている。尚、他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、同一構成部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

この第３実施形態によれば、冷却媒体出口管３７に相対向する円環状の熱交換通路２１内にガイドプレート３８を設けたことにより、円環状の冷却媒体通路３５の排気ガスＧのガス導入側に相対向する部位（冷却媒体ジャケット部材３０の端部で冷却媒体Ｗが沸騰し易い部位）に排気ガスＧが直接当たらないようにすることができる。これにより、排気ガスＧの加熱による冷却媒体Ｗの沸騰を確実に抑制することができる。

図８（ａ）は本発明の第４実施形態の冷却媒体入口管周辺の部分断面図、図８（ｂ）は同冷却媒体入口管周辺の要部の変形例を示す部分断面図、図９は同第４実施形態の図３中Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。

この第４実施形態では、図８（ａ）に示すように、排気ガスＧをバイパス通路１１から円環状の熱交換通路２１の上流側に導入する多数の連通孔１５を、該連通孔１５から導入された排気ガスＧが円環状の伝熱部材２２側に流れるように内管１０の外周面１０ｂに対して傾斜させて形成してある。即ち、図９に示すように、内管１０の断面中心Ｏから冷却媒体入口管３６の外側を挟むように２本の仮想線Ｓａ，Ｓａを引き、この２本の仮想線Ｓａ，Ｓａに挟まれた内管１０の管壁上の領域Ｒａに位置する多数の連通孔１５と、内管１０の断面中心Ｏから冷却媒体出口管３７の外側を挟むように２本の仮想線Ｓｂ，Ｓｂを引き、この２本の仮想線Ｓｂ，Ｓｂに挟まれた内管１０の管壁上の領域Ｒｂに位置する多数の連通孔１５とを、該各連通孔１５から導入された排気ガスＧが円環状の伝熱部材２２側に流れるように内管１０の外周面１０ｂに対して同じ角度でそれぞれ傾斜させて形成してある点が、前記第１実施形態の内管１０の外周面１０ｂに対して連通孔１５を垂直に形成したものと異なる。尚、他の構成は、前記第１実施形態と同様であるため、同一構成部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

この第４実施形態によれば、連通孔１５を該連通孔１５から導入された排気ガスＧが円環状の伝熱部材２２側に流れるように傾斜させて形成したことにより、円環状の冷却媒体通路３５の排気ガスＧのガス導入側に相対向する部位（冷却媒体ジャケット部材３０の端部で冷却媒体Ｗが沸騰し易い部位）に排気ガスＧが直接当たらないようにすることができる。これにより、排気ガスＧの加熱による冷却媒体Ｗの沸騰を確実に抑制することができる。

また、図８（ｂ）に示すように、円環状の伝熱部材２２側の近くに位置する連通孔１５よりも円環状の伝熱部材２２側の遠くに位置する連通孔１５の方をより傾斜させて傾斜角度をそれぞれ異ならせても良い。この場合には、各連通孔１５から導入された排気ガスＧをより確実に円環状の伝熱部材２２側に流すことができるため、連通孔２５が同じ傾斜角度の場合よりも排気ガスＧの加熱による冷却媒体Ｗの沸騰をより確実に抑制することができる。

図１０は本発明の第５実施形態の冷却媒体入口管周辺の部分断面図である。

この第５実施形態では、円環状の熱交換通路２１の上流側に、多数の連通孔１５から導入された排気ガスＧが円環状の伝熱部材２２側に流れるように案内するガイドプレート３８を設けた点が、前記第４実施形態と異なる。尚、他の構成は、前記第４実施形態と同様であるため、同一構成部分には、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

この第５実施形態によれば、円環状の熱交換通路２１の上流側に、多数の連通孔１５から導入された排気ガスＧが円環状の伝熱部材２２側に流れるように案内するガイドプレート３８を設け、かつ、連通孔１５を該連通孔１５から導入された排気ガスＧが円環状の伝熱部材２２側に流れるように傾斜させて形成したことにより、円環状の冷却媒体通路３５の排気ガスＧのガス導入側に相対向する部位（冷却媒体ジャケット部材３０の端部で冷却媒体Ｗが沸騰し易い部位）Ｈに排気ガスＧが直接当たらないようにすることができる。これにより、排気ガスＧの加熱による冷却媒体Ｗの沸騰をより確実に抑制することができる。

尚、前記第４実施形態では、図９に示すように、内管１０の管壁上の領域Ｒａと内管１０の管壁上の領域Ｒｂの両方の領域Ｒａ，Ｒｂにそれぞれ位置する多数の連通孔１５を、該各連通孔１５から導入された排気ガスＧが円環状の伝熱部材２２側に流れるようにそれぞれ傾斜させて形成したが、内管１０の管壁上の領域Ｒａ、或いは、内管１０の管壁上の領域Ｒｂの片側の領域に位置する多数の連通孔１５のみを傾斜させて形成しても良い。

１ 排気熱回収装置
１０ 内管
１１ バイパス通路
１５ 連通孔
１６ 開閉弁
２０ 外管
２１ 円環状の熱交換通路（環状の熱交換通路）
２２ 円環状の伝熱部材（環状の伝熱部材）
３５ 円環状の冷却媒体通路（環状の冷却媒体通路）
３６ 冷却媒体入口管
３７ 冷却媒体出口管
３８ ガイドプレート
Ｇ 排気ガス
Ｗ 冷却媒体

Claims (5)

1. 排気ガス（Ｇ）の熱を伝熱部材（２２）を介して冷却媒体（Ｗ）に伝熱することで排気熱を回収する排気熱回収装置（１）において、
   前記排気ガス（Ｇ）が流れるバイパス通路（１１）を形成する内管（１０）と、
   前記内管（１０）の外周側に配置され、前記内管（１０）の外周との間に環状の熱交換通路（２１）を形成する外管（２０）と、
   前記環状の熱交換通路（２１）に配置され、該環状の熱交換通路（２１）を軸方向に流れる排気ガス（Ｇ）から熱を受け取る環状の伝熱部材（２２）と、
   前記環状の伝熱部材（２２）の受け取った熱を、流通する冷却媒体（Ｗ）に伝達するように前記環状の伝熱部材（２２）の外周側に配置され、かつ、前記外管（２０）の外周側に形成された環状の冷却媒体通路（３５）と、
   前記環状の冷却媒体通路（３５）の周方向の異なる位置に設けられた冷却媒体入口管（３６）及び冷却媒体出口管（３７）と、
   前記内管（１０）の上流側の管壁に穿設され、前記バイパス通路（１１）の上流端に導入された排気ガス（Ｇ）を前記バイパス通路（１１）から前記環状の熱交換通路（２１）の上流側に導入可能な多数の連通孔（１５）と、
   前記バイパス通路（１１）の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガス（Ｇ）を前記バイパス通路（１１）に流通させ、閉じた状態で排気ガス（Ｇ）を前記連通孔（１５）を通して前記環状の熱交換通路（２１）に流通させる開閉弁（１６）と、を備え、
   前記環状の熱交換通路（２１）の上流側に、前記連通孔（１５）から導入された前記排気ガス（Ｇ）が前記環状の伝熱部材（２２）側に流れるように案内するガイドプレート（３８）を設けたことを特徴とする排気熱回収装置。
2. 請求項１記載の排気熱回収装置（１）であって、
   前記冷却媒体入口管（３６）と前記冷却媒体出口管（３７）の少なくとも一方に相対向する前記環状の熱交換通路（２１）内に前記ガイドプレート（３８）を設けたことを特徴とする排気熱回収装置。
3. 排気ガス（Ｇ）の熱を伝熱部材（２２）を介して冷却媒体（Ｗ）に伝熱することで排気熱を回収する排気熱回収装置（１）において、
   前記排気ガス（Ｇ）が流れるバイパス通路（１１）を形成する内管（１０）と、
   前記内管（１０）の外周側に配置され、前記内管（１０）の外周との間に環状の熱交換通路（２１）を形成する外管（２０）と、
   前記環状の熱交換通路（２１）に配置され、該環状の熱交換通路（２１）を軸方向に流れる排気ガス（Ｇ）から熱を受け取る環状の伝熱部材（２２）と、
   前記環状の伝熱部材（２２）の受け取った熱を、流通する冷却媒体（Ｗ）に伝達するように前記環状の伝熱部材（２２）の外周側に配置され、かつ、前記外管（２０）の外周側に形成された環状の冷却媒体通路（３５）と、
   前記環状の冷却媒体通路（３５）の周方向の異なる位置に設けられた冷却媒体入口管（３６）及び冷却媒体出口管（３７）と、
   前記内管（１０）の上流側の管壁に穿設され、前記バイパス通路（１１）の上流端に導入された排気ガス（Ｇ）を前記バイパス通路（１１）から前記環状の熱交換通路（２１）の上流側に導入可能な多数の連通孔（１５）と、
   前記バイパス通路（１１）の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガス（Ｇ）を前記バイパス通路（１１）に流通させ、閉じた状態で排気ガス（Ｇ）を前記連通孔（１５）を通して前記環状の熱交換通路（２１）に流通させる開閉弁（１６）と、を備え、
   前記連通孔（１５）を該連通孔（１５）から導入された前記排気ガス（Ｇ）が前記環状の伝熱部材（２２）側に流れるように傾斜させて形成したことを特徴とする排気熱回収装置。
4. 請求項３記載の排気熱回収装置（１）であって、
   前記内管（１０）の断面中心（Ｏ）から前記冷却媒体入口管（３６）の外側を挟むように２本の仮想線（Ｓａ，Ｓａ）を引き、前記２本の仮想線（Ｓａ，Ｓａ）に挟まれた前記内管（１０）の管壁上の領域（Ｒａ）に位置する前記連通孔（１５）と、前記内管（１０）の断面中心（Ｏ）から前記冷却媒体出口管（３７）の外側を挟むように２本の仮想線（Ｓｂ，Ｓｂ）を引き、前記２本の仮想線（Ｓｂ，Ｓｂ）に挟まれた前記内管（１０）の管壁上の領域（Ｒｂ）に位置する前記連通孔（１５）との少なくとも一方を、該連通孔（１５）から導入された前記排気ガス（Ｇ）が前記環状の伝熱部材（２２）側に流れるようにそれぞれ傾斜させて形成したことを特徴とする排気熱回収装置。
5. 排気ガス（Ｇ）の熱を伝熱部材（２２）を介して冷却媒体（Ｗ）に伝熱することで排気熱を回収する排気熱回収装置（１）において、
   前記排気ガス（Ｇ）が流れるバイパス通路（１１）を形成する内管（１０）と、
   前記内管（１０）の外周側に配置され、前記内管（１０）の外周との間に環状の熱交換通路（２１）を形成する外管（２０）と、
   前記環状の熱交換通路（２１）に配置され、該環状の熱交換通路（２１）を軸方向に流れる排気ガス（Ｇ）から熱を受け取る環状の伝熱部材（２２）と、
   前記環状の伝熱部材（２２）の受け取った熱を、流通する冷却媒体（Ｗ）に伝達するように前記環状の伝熱部材（２２）の外周側に配置され、かつ、前記外管（２０）の外周側に形成された環状の冷却媒体通路（３５）と、
   前記環状の冷却媒体通路（３５）の周方向の異なる位置に設けられた冷却媒体入口管（３６）及び冷却媒体出口管（３７）と、
   前記内管（１０）の上流側の管壁に穿設され、前記バイパス通路（１１）の上流端に導入された排気ガス（Ｇ）を前記バイパス通路（１１）から前記環状の熱交換通路（２１）の上流側に導入可能な多数の連通孔（１５）と、
   前記バイパス通路（１１）の下流側に設けられ、開いた状態で排気ガス（Ｇ）を前記バイパス通路（１１）に流通させ、閉じた状態で排気ガス（Ｇ）を前記連通孔（１５）を通して前記環状の熱交換通路（２１）に流通させる開閉弁（１６）と、を備え、
   前記環状の熱交換通路（２１）の上流側に、前記連通孔（１５）から導入された前記排気ガス（Ｇ）が前記環状の伝熱部材（２２）側に流れるように案内するガイドプレート（３８）を設ける一方、
   前記連通孔（１５）を該連通孔（１５）から導入された前記排気ガス（Ｇ）が前記環状の伝熱部材（２２）側に流れるように傾斜させて形成したことを特徴とする排気熱回収装置。

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