JP2019188863A - Heat pipe device - Google Patents

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祐輔 小池
Yusuke Koike
祐輔 小池
健生 山内
Tatsuo Yamauchi
健生 山内
和晃 楢原
Kazuaki Narahara
和晃 楢原
克年 谷中
Katsutoshi Yanaka
克年 谷中
千菜美 森島
Chinami Morishima
千菜美 森島
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Abstract

To provide a heat pipe device which can use heat of an exhaust gas for heating with good efficiency.SOLUTION: A heat pipe device 40 can perform heating. The heat pump device comprises a condenser 73 which is provided on an air conditioner 7, an evaporator 25 which is provided on an exhaust pipe 9, and a circulation pipeline 41 which circulates a working liquid. The evaporator 25 has a heat exchange flow path 50 which is so located as to cross flow of exhaust gas. The working liquid, which flows in the heat exchange flow path 50, is heat-exchanged with exhaust gas, whereby the working liquid is vaporized. A reception heat quantity of the working liquid, which flows on a downstream side of the heat exchange flow path 50, becomes less than a reception heat quantity of the working liquid which flows on an upstream side.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

開示する技術は、車両に設置されて車室の暖房が可能なヒートパイプ装置に関する。   The disclosed technology relates to a heat pipe device that is installed in a vehicle and can heat a passenger compartment.

一般に、ヒートパイプとは、内部を減圧した管体に少量の作動液を封入したものをいう。ヒートパイプで、作動液の蒸発と凝縮とを異なる部位で発生させる。そうすることで、作動液が移動し、熱の移動が行える。従って、ヒートパイプは、ヒートポンプと異なり、熱の移動に、ポンプ等の駆動力を要しない。   Generally, a heat pipe refers to a tube body whose pressure is reduced and a small amount of hydraulic fluid is sealed. With a heat pipe, the evaporation and condensation of the hydraulic fluid are generated at different sites. By doing so, the hydraulic fluid moves and heat can be transferred. Therefore, unlike the heat pump, the heat pipe does not require a driving force such as a pump for the movement of heat.

図1に、ヒートパイプの技術を利用した熱移動装置(ヒートパイプ装置100)の基本的な構成を示す。例示のヒートパイプ装置100は、蒸発器101、凝縮器102、及びこれらを接続する循環配管103で構成されている。凝縮器102は、蒸発器101よりも高位置に配置される。循環配管103は、蒸発器101及び凝縮器102の各々の上部に接続された、送液用の第1管部103aと、蒸発器101及び凝縮器102の各々の下部に接続された、返液用の第2管部103bと、で構成されている。   FIG. 1 shows a basic configuration of a heat transfer device (heat pipe device 100) using a heat pipe technology. An exemplary heat pipe device 100 includes an evaporator 101, a condenser 102, and a circulation pipe 103 connecting them. The condenser 102 is disposed at a higher position than the evaporator 101. The circulation pipe 103 is connected to the upper part of each of the evaporator 101 and the condenser 102, and is connected to the lower part of each of the evaporator 101 and the condenser 102. And a second pipe portion 103b for use.

ヒートパイプ装置100の内部は高度に減圧されていて、その内部に適量の作動液(水溶液、アルコール、冷媒等)が封入されている。それにより、蒸発器101の下部や第2管部103bの内部に、作動液が貯留される。   The inside of the heat pipe device 100 is highly depressurized, and an appropriate amount of hydraulic fluid (aqueous solution, alcohol, refrigerant, etc.) is sealed therein. As a result, the working fluid is stored in the lower part of the evaporator 101 and in the second pipe portion 103b.

蒸発器101に熱が供給されると、その熱によって作動液が気化する。気化によって発生した作動液の蒸気は第1管部103aを通って凝縮器102に移動する。凝縮器102に移動した作動液の蒸気は、凝縮器102で放熱して液化する。液化した作動液は、作動液の蒸気圧や重力の作用により、第2管部103bを通って蒸発器101に移動する。このような蒸発器101での吸熱と凝縮器102での放熱とにより、作動液がヒートパイプ装置100を循環し、熱の移動が行われる。   When heat is supplied to the evaporator 101, the working liquid is vaporized by the heat. The vapor of the working fluid generated by vaporization moves to the condenser 102 through the first pipe portion 103a. The vapor of the working fluid that has moved to the condenser 102 is radiated and liquefied by the condenser 102. The liquefied hydraulic fluid moves to the evaporator 101 through the second pipe portion 103b due to the vapor pressure of the hydraulic fluid and the action of gravity. Due to the heat absorption in the evaporator 101 and the heat radiation in the condenser 102, the working fluid circulates through the heat pipe device 100, and heat is transferred.

ヒートパイプの技術を利用した暖房の先行技術としては、例えば特許文献1がある。   As a prior art of heating using a heat pipe technology, there is, for example, Patent Document 1.

特許文献1には、ヒートパイプの技術を利用して、即効で暖房できる暖房装置が開示されている。具体的には、その暖房装置は、高温になったエンジンの冷却水(温水)の一部を保温タンク7に蓄え、冷却水の温度が低い時に、蓄えた温水の熱を利用して暖房が行えるように構成されている。保温タンク7の上流側の温水路8に、プリタンク9が設けられていて、このプリタンク9の内部に、ヒートパイプ17の第1凝縮部20が設置されている。ヒートパイプ17の蒸発部19は、排気管18の周囲に設置されている。   Patent Document 1 discloses a heating device that can be heated immediately by using a heat pipe technology. Specifically, the heating device stores a part of engine cooling water (hot water) at a high temperature in the heat retaining tank 7, and when the temperature of the cooling water is low, heating is performed using the heat of the stored hot water. It is configured to do so. A pre-tank 9 is provided in the warm water channel 8 on the upstream side of the heat retaining tank 7, and the first condensing unit 20 of the heat pipe 17 is installed inside the pre-tank 9. The evaporation part 19 of the heat pipe 17 is installed around the exhaust pipe 18.

本発明に関し、特許文献2には、ヒートパイプ装置の蒸発器で、軸方向における作動流体の蒸発速度が不均一になるのを抑制する技術が開示されている。   In relation to the present invention, Patent Document 2 discloses a technique for suppressing the evaporation rate of the working fluid in the axial direction from becoming uneven in the evaporator of the heat pipe device.

具体的には、その蒸発器は、筒形状をした金属製のケースと、そのケースに収容された、セラミック製の多孔質部材(ウィック)とを有している。ウィックは、一端が封止された筒状に形成されていて、他端からウィックの内部に作動流体が流入する。使用時にケースを介して加熱されるウィックから作動流体が染み出すことにより、作動流体は蒸発する。   Specifically, the evaporator has a cylindrical metal case and a ceramic porous member (wick) housed in the case. The wick is formed in a cylindrical shape with one end sealed, and the working fluid flows into the wick from the other end. The working fluid evaporates as it oozes from the wick that is heated through the case during use.

その軸方向における作動流体の蒸発速度を均一化するため、ケースとウィックとの間の熱抵抗が、作動流体の上流側と下流側とで異なるように構成されている。   In order to equalize the evaporation rate of the working fluid in the axial direction, the thermal resistance between the case and the wick is configured to be different between the upstream side and the downstream side of the working fluid.

特開昭61−295118号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-295118 特開2017−227384号公報JP 2017-227384 A

特許文献1では、ヒートパイプの技術を利用して、排気ガスの熱を車室の暖房に利用している。しかし、蓄えた温水の熱を利用して暖房する仕組みを前提としているため、特許文献1の暖房装置は、規模が大きく構造も複雑である。また、暖房装置専用の部材を新たに設置する必要がある。しかも、保温タンク等、設置に大きなスペースを要する部材もある。   In Patent Document 1, the heat of the exhaust gas is used for heating the passenger compartment by using a heat pipe technology. However, since it presupposes a mechanism for heating using the stored hot water heat, the heating device of Patent Document 1 has a large scale and a complicated structure. Moreover, it is necessary to newly install a member dedicated to the heating device. In addition, there are members that require a large space for installation, such as a heat retaining tank.

従って、特許文献1の暖房装置を既存の自動車に適用するのは容易でない。また、特許文献1の暖房装置では、排気ガスの熱を暖房に直接利用するのではなく、冷却水の加熱に利用する。従って、熱効率の点でも不利がある。   Therefore, it is not easy to apply the heating device of Patent Document 1 to an existing automobile. Moreover, in the heating apparatus of Patent Document 1, the heat of the exhaust gas is not directly used for heating, but is used for heating cooling water. Therefore, there is a disadvantage in terms of thermal efficiency.

更に、特許文献1の暖房装置では、ヒートパイプの蒸発部は、排気管の周囲に設置されているので、熱交換効率が悪い。   Furthermore, in the heating apparatus of Patent Document 1, the heat pipe evaporating part is installed around the exhaust pipe, and therefore the heat exchange efficiency is poor.

また、特許文献2の蒸発器では、作動流体は、ウィックの微細な孔を通過し、更に、その過程で作動流体が気化する。従って、作動流体がウィックを通過する時、作動流体は強い流動抵抗を受ける。そのため、作動流体は、低負荷では円滑な循環が行えないので、特許文献2の蒸発器もまた、熱効率の点で不利がある。   Moreover, in the evaporator of patent document 2, a working fluid passes through the fine hole of a wick, and also a working fluid vaporizes in the process. Thus, when the working fluid passes through the wick, the working fluid experiences a strong flow resistance. Therefore, since the working fluid cannot be smoothly circulated at a low load, the evaporator of Patent Document 2 is also disadvantageous in terms of thermal efficiency.

そこで開示する技術の目的は、排気ガスの熱を暖房に効率よく利用できるヒートパイプ装置を提供することにある。   An object of the technology disclosed there is to provide a heat pipe device that can efficiently use the heat of exhaust gas for heating.

ここで開示する技術は、車両に設置されて車室の暖房が可能なヒートパイプ装置に関する。   The technology disclosed herein relates to a heat pipe device that is installed in a vehicle and can heat a passenger compartment.

前記車両は、前記車両の動力を発生させる内燃機関と、前記内燃機関で発生する排気ガスを排出する排気管と、前記車室の内部に臨んで配置され、当該車室の内部に空気を吹き出す空調装置と、を備える。前記ヒートパイプ装置は、前記空調装置に設置された凝縮器と、前記排気管に設置された蒸発器と、前記凝縮器及び前記蒸発器に接続されて作動液を循環させる循環配管と、を備える。前記蒸発器は、排気ガスの流れと交差するように配置された熱交換流路を有している。   The vehicle is disposed facing an interior of the vehicle interior, an internal combustion engine that generates power of the vehicle, an exhaust pipe that exhausts exhaust gas generated by the internal combustion engine, and blows air into the interior of the vehicle interior An air conditioner. The heat pipe device includes a condenser installed in the air conditioner, an evaporator installed in the exhaust pipe, and a circulation pipe connected to the condenser and the evaporator to circulate the working fluid. . The evaporator has a heat exchange flow path arranged to intersect the flow of exhaust gas.

そして、前記熱交換流路を流れる前記作動液が、排気ガスと熱交換することによって気化し、前記熱交換流路の下流側を流れる前記作動液の受熱量が、前記熱交換流路の上流側を流れる前記作動液の受熱量よりも少なくなるように構成されている。   Then, the hydraulic fluid flowing through the heat exchange channel is vaporized by exchanging heat with exhaust gas, and the amount of heat received by the hydraulic fluid flowing downstream from the heat exchange channel is upstream of the heat exchange channel. It is comprised so that it may become less than the heat receiving amount of the said hydraulic fluid which flows through the side.

このヒートパイプ装置によれば、車室の内部に空気を吹き出す空調装置に凝縮器が設置されている。内燃機関で発生する高温の排気ガスを排出する排気管に蒸発器が設置されている。そして、これら凝縮器及び蒸発器は、作動液が循環する循環配管によって接続されている。すなわち、このヒートパイプ装置では、排気ガスの熱を空調装置に移動させることができる。従って、排気ガスの熱を直接的に利用して、車室の暖房が効率よく行える。   According to this heat pipe device, the condenser is installed in the air conditioner that blows air into the passenger compartment. An evaporator is installed in an exhaust pipe that discharges high-temperature exhaust gas generated in an internal combustion engine. The condenser and the evaporator are connected by a circulation pipe through which the working fluid circulates. That is, in this heat pipe device, the heat of the exhaust gas can be moved to the air conditioner. Therefore, the passenger compartment can be efficiently heated by directly using the heat of the exhaust gas.

ところが、このようなヒートパイプ装置は、排熱回収に関して問題がある。すなわち、近年では、排気管の途中に、排熱を利用する排気処理装置が設置される場合がある。その場合、蒸発器を排気処理装置よりも上流側に配置すると、蒸発器による熱交換により、排気処理装置の機能を損なうおそれがある。従って、その場合、蒸発器は、排気処理装置よりも下流の排気管に配置することになる。   However, such a heat pipe device has a problem regarding exhaust heat recovery. That is, in recent years, an exhaust treatment device that uses exhaust heat may be installed in the middle of an exhaust pipe. In that case, if the evaporator is disposed upstream of the exhaust treatment device, the function of the exhaust treatment device may be impaired due to heat exchange by the evaporator. Therefore, in that case, the evaporator is disposed in the exhaust pipe downstream of the exhaust treatment device.

それにより、蒸発器から凝縮器までの距離が大きくなって、循環配管で放熱し易くなる。そのため、熱効率の点で不利になる。しかも、そのような排気処理装置が蒸発器の上流に配置されていると、蒸発器を通過する排気ガスの温度が低下する場合がある。それにより、蒸発器で回収できる熱が不足するおそれがある。   Thereby, the distance from an evaporator to a condenser becomes large, and it becomes easy to radiate heat with circulation piping. This is disadvantageous in terms of thermal efficiency. In addition, when such an exhaust treatment device is disposed upstream of the evaporator, the temperature of the exhaust gas passing through the evaporator may decrease. Thereby, there is a possibility that the heat that can be recovered by the evaporator is insufficient.

それに対し、このヒートパイプ装置では、排気ガスと熱交換を行う蒸発器は、排気ガスの流れと交差するように配置された熱交換流路を有している。作動液は、熱交換流路を流れ、排気ガスと熱交換する。従って、作動液は、排気ガスから効率よく吸熱できる。   On the other hand, in this heat pipe device, the evaporator that performs heat exchange with the exhaust gas has a heat exchange flow path arranged so as to intersect the flow of the exhaust gas. The hydraulic fluid flows through the heat exchange flow path and exchanges heat with the exhaust gas. Therefore, the hydraulic fluid can efficiently absorb heat from the exhaust gas.

更に、このヒートパイプ装置では、作動液が熱交換流路を円滑に流れて熱交換も効率よくできるように工夫されている。   Furthermore, this heat pipe device is devised so that the working fluid flows smoothly through the heat exchange flow path and heat exchange can be performed efficiently.

すなわち、蒸発器では、排気ガスの良好な掃気性を確保する必要があるため、熱交換流路の流路面積は小さくならざるを得ない。従って、作動液は、熱交換流路を通過する際、強い流動抵抗を受け易い。しかも、作動液は、熱交換流路を流れる過程で排気ガスと熱交換して気化する。   That is, in the evaporator, since it is necessary to ensure good scavenging performance of the exhaust gas, the flow area of the heat exchange flow path must be reduced. Accordingly, the hydraulic fluid is likely to receive strong flow resistance when passing through the heat exchange flow path. Moreover, the hydraulic fluid is vaporized by exchanging heat with the exhaust gas in the process of flowing through the heat exchange flow path.

それにより、作動液中に気泡が形成される。気泡は、熱交換流路を進むにつれて成長し、次第に大きくなっていく。気泡が大きく成長すると、熱交換流路を閉塞し、作動液の流動性を阻害するおそれがある。液体の作動液が熱交換流路の内壁面に接触する量も減るので、熱交換効率も低下する。   Thereby, bubbles are formed in the hydraulic fluid. Bubbles grow and gradually increase as they travel through the heat exchange flow path. If the bubbles grow large, the heat exchange channel may be blocked and the fluidity of the working fluid may be hindered. Since the amount of the liquid hydraulic fluid that contacts the inner wall surface of the heat exchange channel is also reduced, the heat exchange efficiency is also lowered.

それに対し、このヒートパイプ装置では、熱交換流路の下流側を流れる作動液の受熱量が、熱交換流路の上流側を流れる作動液の受熱量よりも少なくなるように構成されている。熱交換流路の下流側で作動液が受け取る熱は、気泡の成長を促進する。このヒートパイプ装置では、その熱量が少なくなるので、気泡が過度に大きく成長するのを抑制できる。従って、気泡による流動阻害を抑制できる。   On the other hand, this heat pipe device is configured such that the amount of heat received by the hydraulic fluid flowing downstream of the heat exchange channel is smaller than the amount of heat received by the hydraulic fluid flowing upstream of the heat exchange channel. The heat received by the hydraulic fluid downstream of the heat exchange channel promotes bubble growth. In this heat pipe device, since the amount of heat decreases, it is possible to suppress the bubble from growing excessively large. Therefore, flow inhibition due to bubbles can be suppressed.

前記ヒートパイプ装置はまた、前記作動液が接し得る前記熱交換流路の内壁面の表面積が、前記熱交換流路の上流側よりも下流側の方が小さく形成されている、としてもよい。   The heat pipe device may also be configured such that the surface area of the inner wall surface of the heat exchange channel with which the hydraulic fluid can come into contact is smaller on the downstream side than on the upstream side of the heat exchange channel.

作動液と排気ガスとの熱交換は、熱交換流路の内壁面を通じて行われる。その表面積を、熱交換流路の上流側よりも下流側の方が小さくすれば、簡素な構造で、下流側の受熱量を少なくできる。   Heat exchange between the working fluid and the exhaust gas is performed through the inner wall surface of the heat exchange channel. If the surface area is made smaller on the downstream side than on the upstream side of the heat exchange channel, the amount of heat received on the downstream side can be reduced with a simple structure.

その場合、前記熱交換流路は、前記作動液が流れる方向に延びるリブにより、複数の分岐流路に区画され、前記熱交換流路の下流側に位置する前記分岐流路の幅が、前記熱交換流路の上流側に位置する前記分岐流路の幅よりも大きく形成されている、としてもよい。   In that case, the heat exchange channel is partitioned into a plurality of branch channels by ribs extending in the direction in which the hydraulic fluid flows, and the width of the branch channel located on the downstream side of the heat exchange channel is It is good also as being formed larger than the width | variety of the said branch flow path located in the upstream of a heat exchange flow path.

そうすることにより、熱交換流路の内壁面の表面積が増加し、熱交換が促進される。また、作動液が各分岐流路に分散し、整流された状態で排気ガスと熱交換が行われるので、バランスよく熱交換できる。   By doing so, the surface area of the inner wall surface of a heat exchange channel increases, and heat exchange is promoted. Moreover, since the working fluid is dispersed in each branch flow path and heat exchange is performed with the rectified state, heat exchange can be performed in a balanced manner.

しかも、作動液が接し得る熱交換流路の内壁面の表面積は、熱交換流路の上流側よりも下流側の方が小さい。従って、下流側では、作動液の受熱量が少なくなるので、気泡の成長が抑制され、気泡による流動阻害を抑制できる。   Moreover, the surface area of the inner wall surface of the heat exchange channel with which the hydraulic fluid can come into contact is smaller on the downstream side than on the upstream side of the heat exchange channel. Accordingly, since the amount of heat received by the hydraulic fluid is reduced on the downstream side, the growth of bubbles is suppressed, and flow inhibition due to bubbles can be suppressed.

更に、下流側の方が幅が大きいので、気泡が大きく成長してもリブに接触し難い。従って、熱交換流路が閉塞し難くなり、気泡による流動阻害を更に抑制できる。   Furthermore, since the width on the downstream side is larger, even if bubbles grow larger, it is difficult to contact the rib. Therefore, the heat exchange flow path becomes difficult to block, and flow inhibition due to bubbles can be further suppressed.

その場合、前記作動液が流れる方向に隣接している前記リブが、互い違いに配置されている、としてもよい。   In that case, the ribs adjacent in the direction in which the hydraulic fluid flows may be alternately arranged.

そうすれば、上流側の分岐流路で大きく成長した気泡が下流側の分岐流路に流入する際、その気泡は下流側のリブの下端に衝突する。それにより、その気泡は、分割され、小さくなった状態で下流側の分岐流路に流入する。従って、上流側で大きく成長した気泡は、下流側に至る前に細分化されるので、気泡による流動阻害を抑制できる。   Then, when the bubbles that have grown greatly in the upstream branch flow channel flow into the downstream branch flow channel, the bubbles collide with the lower end of the downstream rib. Thereby, the bubbles are divided and flow into the downstream branch flow path in a small state. Accordingly, since the bubbles that have grown greatly on the upstream side are subdivided before reaching the downstream side, flow inhibition by the bubbles can be suppressed.

前記ヒートパイプ装置はまた、排気ガスが流れる方向の上流側に位置する前記分岐流路の幅が、排気ガスが流れる方向の下流側に位置する前記分岐流路の幅よりも大きく形成されている、としてもよい。   The heat pipe device is also formed such that the width of the branch flow path positioned upstream in the direction in which the exhaust gas flows is larger than the width of the branch flow path positioned downstream in the direction in which the exhaust gas flows. It is good also as.

そうすれば、作動液は、ガス流方向の下流側に位置する分岐流路よりも、ガス流方向の上流側に位置する分岐流路に、動的に、流入し易くなる。排気ガスの温度は、ガス流方向の上流側が下流側よりも高いので、各分岐流路に、その排気ガス温度に対応した量の作動液を分配できる。それにより、ガス流方向の全域で熱交換を均一化できる。   If it does so, it will become easy to flow in into the branch flow path located in the upstream of a gas flow direction dynamically rather than the branch flow path located in the downstream of a gas flow direction. Since the temperature of the exhaust gas is higher on the upstream side in the gas flow direction than on the downstream side, an amount of hydraulic fluid corresponding to the exhaust gas temperature can be distributed to each branch flow path. Thereby, heat exchange can be made uniform throughout the gas flow direction.

しかも、各分岐流路の幅は、気泡の成長のし易さに対応して、大小に変化している。従って、気泡による流動阻害も抑制できる。   In addition, the width of each branch flow path changes in size depending on the ease of bubble growth. Therefore, flow inhibition due to bubbles can be suppressed.

前記ヒートパイプ装置はまた、前記熱交換流路の下流側の熱伝導率が、前記熱交換流路の上流側の熱伝導率よりも小さい、としてもよい。   The heat pipe device may be configured such that the heat conductivity on the downstream side of the heat exchange channel is smaller than the heat conductivity on the upstream side of the heat exchange channel.

熱伝導率が小さいと、作動液の受熱量が小さくなるので、気泡の成長を抑制できる。この場合、構造上の制約が無いので、利便性に優れる。   If the thermal conductivity is small, the amount of heat received by the hydraulic fluid is small, so that bubble growth can be suppressed. In this case, since there is no structural restriction, it is excellent in convenience.

前記ヒートパイプ装置はまた、前記蒸発器が、前記作動液が流れる方向に突き合わせて接合された複数のパーツで構成されている、としてもよい。   The heat pipe device may be configured such that the evaporator is configured by a plurality of parts joined in contact with each other in a direction in which the hydraulic fluid flows.

そうすれば、上述したような構造や性質が液流方向で異なる熱交換流路でも、簡単に製造することができる。   If it does so, it can manufacture easily also in the heat exchange flow path from which a structure and a property as mentioned above differ in a liquid flow direction.

開示する技術によれば、排気ガスの熱を暖房に効率よく利用できる。   According to the disclosed technology, the heat of exhaust gas can be efficiently used for heating.

ヒートパイプ装置の基本的な構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the basic composition of a heat pipe device. 開示する技術を適用した車両の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the vehicle to which the technique to disclose is applied. 空調装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of an air conditioner. 空調装置の要部を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the principal part of an air conditioner. 車室を構成している隔壁の前下側部分を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the front lower side part of the partition which comprises the vehicle interior. 図5における矢印Aの方向から見た部分の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the part seen from the direction of arrow A in FIG. 図5における矢印Bの方向から見た部分の概略図である。It is the schematic of the part seen from the direction of arrow B in FIG. 排気管、ヒートパイプ装置等、車両の要部を上方から見た概略図である。It is the schematic which looked at the principal parts of vehicles, such as an exhaust pipe and a heat pipe device, from the upper part. 排熱回収機構を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows an exhaust heat recovery mechanism. 排気ガスが流れる流路を示す排熱回収通路の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the waste heat recovery channel | path which shows the flow path through which exhaust gas flows. 図10における矢印C−C線での概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in the arrow CC line in FIG. 図11における矢印D−D線での断面を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the cross section in the arrow DD line in FIG. 熱交換流路を示す排熱回収通路の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the waste heat recovery channel | path which shows a heat exchange flow path. 熱交換流路を流れる作動液に発生する気泡の影響を説明するための図である。(a)は流路幅が広い場合であり、(b)は流路幅が狭い場合である。It is a figure for demonstrating the influence of the bubble which generate | occur | produces in the hydraulic fluid which flows through a heat exchange flow path. (A) is a case where the flow path width is wide, and (b) is a case where the flow path width is narrow. 熱交換室を流れる排気ガスの温度変化を例示したグラフである。It is the graph which illustrated the temperature change of the exhaust gas which flows through a heat exchange chamber. 熱交換流路の変形例を示す図13相当図である。FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 13 showing a modification of the heat exchange channel. 熱交換流路の変形例を示す図13相当図である。FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 13 showing a modification of the heat exchange channel. 熱交換流路の変形例を示す図13相当図である。FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 13 showing a modification of the heat exchange channel. 熱交換流路の変形例を示す図13相当図である。FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 13 showing a modification of the heat exchange channel. 熱交換流路の変形例を示す図13相当図である。FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 13 showing a modification of the heat exchange channel. 熱交換流路の変形例を示す図13相当図である。FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 13 showing a modification of the heat exchange channel.

以下、開示する技術の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。   Hereinafter, embodiments of the disclosed technology will be described in detail based on the drawings. However, the following description is merely illustrative in nature and does not limit the present invention, its application, or its use.

図2に、開示する技術を適用した自動車1(車両)を例示する。この自動車1では、ガソリンを燃料とするエンジン2(内燃機関)が搭載されている。ガソリンの燃焼で動力が発生し、自動車1は走行する。自動車1のボディ3の前後方向(自動車1が直進する方向に対しての前後の方向、以下同様)の中間部位に、搭乗者が乗り込むキャビン4(車室)が配置されている。そのキャビン4の前方に、エンジンルーム5(機関室)が配置されている。   FIG. 2 illustrates an automobile 1 (vehicle) to which the disclosed technology is applied. The automobile 1 is equipped with an engine 2 (internal combustion engine) that uses gasoline as fuel. Power is generated by the combustion of gasoline, and the automobile 1 travels. A cabin 4 (vehicle compartment) in which a passenger enters is disposed at an intermediate portion of the body 3 of the automobile 1 in the front-rear direction (the front-rear direction with respect to the direction in which the automobile 1 goes straight, hereinafter the same). An engine room 5 (engine room) is disposed in front of the cabin 4.

エンジンルーム5には、前輪を駆動するエンジン2が設置されている。すなわち、本実施形態では、一般的な前輪駆動(いわゆるFF方式)の自動車1を例示している。エンジン2の前方には、エンジン2の冷却水(単に冷却水ともいう)を冷却するラジエータ6、及び空調装置7の冷媒を冷却するコンデンサ8が配置されている。   The engine room 5 is provided with an engine 2 that drives the front wheels. That is, in the present embodiment, a general front wheel drive (so-called FF system) automobile 1 is illustrated. A radiator 6 that cools cooling water (also simply referred to as cooling water) of the engine 2 and a condenser 8 that cools the refrigerant of the air conditioner 7 are disposed in front of the engine 2.

空調装置7は、キャビン4の前側の車幅方向かつ車高方向の中間部位から、キャビン4の内部に臨むように配置されている。空調装置7は、デフロスター(DEF)としても利用される。そのため、空調装置7は、キャビン4の前側上部を区画しているフロントガラス3aの直下に配置されている。空調装置7は、搭乗者の操作に応じて、キャビン4の各所に配置された吹出口から、温度調節された空気(冷風又は温風)を吹き出す。それにより、キャビン4は、冷房及び暖房が可能となっている。   The air conditioner 7 is disposed so as to face the interior of the cabin 4 from an intermediate portion in the vehicle width direction and the vehicle height direction on the front side of the cabin 4. The air conditioner 7 is also used as a defroster (DEF). Therefore, the air conditioner 7 is disposed immediately below the windshield 3 a that defines the upper front side of the cabin 4. The air conditioner 7 blows out temperature-adjusted air (cold air or hot air) from the air outlets arranged at various locations in the cabin 4 according to the operation of the passenger. Thereby, the cabin 4 can be cooled and heated.

図3、図4に、空調装置7の主な構造を示す。空調装置7の内部には、空気が流れる空調ダクト70が形成されている。空調ダクト70の上流端には、1つの導入口70aが設けられ、空調ダクト70の下流端には、DEFを含む複数(図例では3つ)の導出口70bが、開閉可能な状態で設けられている。これら導出口70bが、上述した吹出口に連通している。この空調ダクト70の内部に、エバポレータ71、第1ヒータコア72、第2ヒータコア73、及びエア混合チャンバ74が、上流側から順に配置されている。   3 and 4 show the main structure of the air conditioner 7. An air conditioning duct 70 through which air flows is formed inside the air conditioner 7. One inlet 70a is provided at the upstream end of the air conditioning duct 70, and a plurality of (three in the illustrated example) outlets 70b including DEF are provided at the downstream end of the air conditioning duct 70 so as to be opened and closed. It has been. These outlets 70b communicate with the above-described outlet. Inside the air conditioning duct 70, an evaporator 71, a first heater core 72, a second heater core 73, and an air mixing chamber 74 are arranged in this order from the upstream side.

空調装置7の側方には、空調装置7に空気を送り込むブロワ75が付設されている(図5も参照)。ブロワ75は、空調装置7の作動時に駆動され、外気、又はキャビン4の内部の空気を、導入口70aを通じて空調装置7に送り込む。エバポレータ71は、図4に示す、冷媒配管76を介してコンデンサ8と接続されている。必要に応じて、エバポレータ71とコンデンサ8との間を、コンプレッサ(不図示)の動力によって冷媒が循環する。コンデンサ8で冷却された冷媒が、エバポレータ71で吸熱することにより、空調装置7に導入された空気は、冷却及び乾燥される。   A blower 75 for sending air to the air conditioner 7 is attached to the side of the air conditioner 7 (see also FIG. 5). The blower 75 is driven when the air conditioner 7 is operated, and sends outside air or air inside the cabin 4 to the air conditioner 7 through the introduction port 70a. The evaporator 71 is connected to the capacitor 8 via a refrigerant pipe 76 shown in FIG. As necessary, the refrigerant circulates between the evaporator 71 and the condenser 8 by the power of a compressor (not shown). When the refrigerant cooled by the condenser 8 absorbs heat by the evaporator 71, the air introduced into the air conditioner 7 is cooled and dried.

第1ヒータコア72は、図4に示す、冷却水配管77を介してエンジン2及びラジエータ6と接続されている。エンジン2の作動時には、冷却水が、冷却水配管77を通じて、ラジエータ6、エンジン2、及び第1ヒータコア72を循環する。その際、冷却水の温度は高温になるため、第1ヒータコア72で冷却水と熱交換することにより、第1ヒータコア72を通過する空気は加熱される。   The first heater core 72 is connected to the engine 2 and the radiator 6 via a cooling water pipe 77 shown in FIG. During operation of the engine 2, the coolant circulates through the radiator 6, the engine 2, and the first heater core 72 through the coolant pipe 77. At that time, since the temperature of the cooling water becomes high, the air passing through the first heater core 72 is heated by exchanging heat with the cooling water in the first heater core 72.

第2ヒータコア73は、ヒートパイプ装置40の凝縮器を構成している(ヒートパイプ装置40については後述)。第2ヒータコア73は、第1ヒータコア72を通過した空気が通過するように、第1ヒータコア72の下流側に近接して配置されている。エンジン2の作動時に、第1ヒータコア72を通過した空気が、必要に応じて、第2ヒータコア73で加熱される。   The second heater core 73 constitutes a condenser of the heat pipe device 40 (the heat pipe device 40 will be described later). The second heater core 73 is disposed close to the downstream side of the first heater core 72 so that the air that has passed through the first heater core 72 passes therethrough. During operation of the engine 2, the air that has passed through the first heater core 72 is heated by the second heater core 73 as necessary.

図3に示すように、第1ヒータコア72の近傍には、揺動可能なエア混合ドア78が配置されている。エア混合ドア78が揺動することで、第1ヒータコア72の上流側で、エバポレータ71を通過した空気の一部又は全部が、第1ヒータコア72及び第2ヒータコア73をバイパスして流れるように構成されている。   As shown in FIG. 3, a swingable air mixing door 78 is disposed in the vicinity of the first heater core 72. By swinging the air mixing door 78, a part or all of the air that has passed through the evaporator 71 flows on the upstream side of the first heater core 72, bypassing the first heater core 72 and the second heater core 73. Has been.

空調装置7の作動時には、第1ヒータコア72及び第2ヒータコア73をバイパスした空気、及び第1ヒータコア72及び第2ヒータコア73を通過した空気は、エア混合チャンバ74で混合されて温度調節される。エア混合チャンバ74で混合された空気は、各導出口70b及び各吹出口を通じてキャビン4の内部に吹き出される。   During the operation of the air conditioner 7, the air bypassing the first heater core 72 and the second heater core 73 and the air passing through the first heater core 72 and the second heater core 73 are mixed in the air mixing chamber 74 and the temperature is adjusted. The air mixed in the air mixing chamber 74 is blown out into the cabin 4 through each outlet 70b and each outlet.

図2に示すように、ガソリンの燃焼によってエンジン2で発生する排気ガスは、エンジン2に接続された排気管9を通じて、自動車1の後部から排出される。排気管9は、キャビン4の下側を通過して、エンジンルーム5から後方に延び、その末端が自動車1の後方に臨むように、ボディ3に配置されている。   As shown in FIG. 2, the exhaust gas generated in the engine 2 by the combustion of gasoline is discharged from the rear part of the automobile 1 through the exhaust pipe 9 connected to the engine 2. The exhaust pipe 9 passes through the lower side of the cabin 4, extends rearward from the engine room 5, and is disposed on the body 3 so that its end faces the rear of the automobile 1.

図5に、空調装置7及び排気管9とともに、キャビン4を構成している隔壁10の前下側部分を示す。隔壁10は、ボディ3と一体に設けられるパネル部材や補強部材で構成されており、ダッシュパネル10a(ダッシュロアパネル)、フロアパネル10b、クロスメンバ10cなどを有している。   FIG. 5 shows a front lower side portion of the partition wall 10 constituting the cabin 4 together with the air conditioner 7 and the exhaust pipe 9. The partition wall 10 is composed of a panel member or a reinforcing member provided integrally with the body 3, and includes a dash panel 10a (dash lower panel), a floor panel 10b, a cross member 10c, and the like.

ダッシュパネル10aは、車幅方向に拡がって車高方向の中間位置から下方を覆うように設置されている。それにより、ダッシュパネル10aは、ボディ3の内部にあって、キャビン4の前下部とエンジンルーム5とを区画している。空調装置7は、ダッシュパネル10aの内側(キャビン4のある側)の壁面に取り付けられている。   The dash panel 10a is installed so as to extend in the vehicle width direction and cover the lower side from an intermediate position in the vehicle height direction. Thereby, the dash panel 10 a is inside the body 3 and partitions the front lower part of the cabin 4 and the engine room 5. The air conditioner 7 is attached to the wall surface inside the dash panel 10a (the side with the cabin 4).

フロアパネル10bは、ダッシュパネル10aの下部に連なり、後方に向かって略水平に拡がっている。それにより、フロアパネル10bは、キャビン4の下部を構成している。ダッシュパネル10aは、キャビン4と車外とを区画している。ダッシュパネル10aの下面は、車外に臨んでいる。   The floor panel 10b is connected to the lower part of the dash panel 10a and extends substantially horizontally toward the rear. Thereby, the floor panel 10 b constitutes the lower part of the cabin 4. The dash panel 10a partitions the cabin 4 and the outside of the vehicle. The lower surface of the dash panel 10a faces the outside of the vehicle.

フロアパネル10bの車幅方向の中央部には、前後方向に延びるトンネル部11(凹部)が設けられている。トンネル部11は、キャビン4の側に向かって凹んでいる。図6に示すように、トンネル部11の前端部は、ダッシュパネル10aの下部に連なっている。それにより、トンネル部11の前端部は、ダッシュパネル10aの前方のエンジンルーム5に開放されている。   A tunnel portion 11 (concave portion) extending in the front-rear direction is provided in the center portion of the floor panel 10b in the vehicle width direction. The tunnel portion 11 is recessed toward the cabin 4 side. As shown in FIG. 6, the front end portion of the tunnel portion 11 is continuous with the lower portion of the dash panel 10a. Thereby, the front end part of the tunnel part 11 is open | released by the engine room 5 ahead of the dash panel 10a.

トンネル部11を横切って車幅方向に延びるように、クロスメンバ10cが、フロアパネル10bの上面に設けられている(図5参照)。クロスメンバ10cは、閉断面構造を形成し、ボディ3の剛性を強化している。   A cross member 10c is provided on the upper surface of the floor panel 10b so as to extend in the vehicle width direction across the tunnel portion 11 (see FIG. 5). The cross member 10c forms a closed cross-sectional structure and reinforces the rigidity of the body 3.

図7にも示すように、排気管9は、キャビン4の下側を前後方向に延びている。排気管9は、トンネル部11に収容されている。すなわち、排気管9のほとんどが、フロアパネル10bの最下面より上方に位置している。排気管9の前端部分は、ダッシュパネル10aに沿うように上方に向かって湾曲し、エンジン2の排気経路に接続されている。   As shown also in FIG. 7, the exhaust pipe 9 extends in the front-rear direction on the lower side of the cabin 4. The exhaust pipe 9 is accommodated in the tunnel portion 11. That is, most of the exhaust pipe 9 is located above the lowermost surface of the floor panel 10b. The front end portion of the exhaust pipe 9 is curved upward along the dash panel 10 a and is connected to the exhaust path of the engine 2.

排気管9の前後方向の中間部位には、排気処理装置が付設されている。排気処理装置の多くは、例えば、三元触媒、パーティクルフィルター(PF)などを含み、NOxや煤など、排気ガスに含まれる有害物質を除去する機能を有している。   An exhaust treatment device is attached to an intermediate portion of the exhaust pipe 9 in the front-rear direction. Many exhaust treatment apparatuses include, for example, a three-way catalyst, a particle filter (PF), and the like, and have a function of removing harmful substances contained in exhaust gas such as NOx and soot.

この自動車1では、排気処理装置として、キャビン4の下側に位置する排気管9の中間部位に、三元触媒を含むアンダーフットキャタ12が配置されている。図示しないが、エンジン2の近傍に位置する排気管9の上端部位にも、三元触媒を含む直キャタリストが配置されている。すなわち、三元触媒を含む排気処理装置としては、アンダーフットキャタ12が、排気管9の最も下流側に位置している。   In the automobile 1, an underfoot catalyzer 12 including a three-way catalyst is disposed as an exhaust treatment device at an intermediate portion of an exhaust pipe 9 located on the lower side of the cabin 4. Although not shown, a direct catalyst including a three-way catalyst is also arranged at the upper end portion of the exhaust pipe 9 located in the vicinity of the engine 2. That is, as an exhaust treatment device including a three-way catalyst, the underfoot caterer 12 is located on the most downstream side of the exhaust pipe 9.

排気管9の末端部位には、サイレンサ13が配置されている(図2参照)。そして、排気管9の、アンダーフットキャタ12の下流側の部位であって、サイレンサ13の上流側の部位に、排熱回収機構20が設けられている。   A silencer 13 is disposed at the end portion of the exhaust pipe 9 (see FIG. 2). An exhaust heat recovery mechanism 20 is provided in a portion of the exhaust pipe 9 on the downstream side of the underfoot caterer 12 and on the upstream side of the silencer 13.

<排熱回収機構20>
図8、図9にも示すように、排熱回収機構20は、排気管9を二股に分岐する排熱回収通路21及びバイパス通路22と、切替バルブ23とを有している。切替バルブ23は、これら排熱回収通路21及びバイパス通路22の上流側に位置する分岐部位に設置されている。排熱回収通路21及びバイパス通路22は、車幅方向に並んだ状態で、トンネル部11に収容されている。
<Exhaust heat recovery mechanism 20>
As shown in FIGS. 8 and 9, the exhaust heat recovery mechanism 20 includes an exhaust heat recovery passage 21 and a bypass passage 22 that branch the exhaust pipe 9 into two branches, and a switching valve 23. The switching valve 23 is installed at a branch portion located upstream of the exhaust heat recovery passage 21 and the bypass passage 22. The exhaust heat recovery passage 21 and the bypass passage 22 are accommodated in the tunnel portion 11 in a state of being aligned in the vehicle width direction.

切替バルブ23は、排気ガスが流れる経路を、排熱回収通路21及びバイパス通路22のいずれか一方に切り替える。すなわち、切替バルブ23は、排気ガスが排熱回収通路21を流れる熱回収位置と、排気ガスがバイパス通路22を流れる熱不回収位置とに切り替える。無通電時の切替バルブ23は、熱不回収位置に位置するように構成されている。排熱回収通路21には、熱回収部25が設けられている。   The switching valve 23 switches the path through which the exhaust gas flows to either the exhaust heat recovery passage 21 or the bypass passage 22. That is, the switching valve 23 switches between a heat recovery position where the exhaust gas flows through the exhaust heat recovery passage 21 and a heat non-recovery position where the exhaust gas flows through the bypass passage 22. The switching valve 23 when not energized is configured to be in a heat non-recovery position. A heat recovery unit 25 is provided in the exhaust heat recovery passage 21.

図10に、排熱回収通路21(概略断面図)を示す。図10の中の矢印Y1は、熱回収部25で排気ガスが流れる方向(ガス流方向ともいう)を示している。排熱回収通路21は、上流側絞り部24、熱回収部25、下流側絞り部26を有している。   FIG. 10 shows the exhaust heat recovery passage 21 (schematic cross-sectional view). An arrow Y1 in FIG. 10 indicates the direction in which the exhaust gas flows in the heat recovery unit 25 (also referred to as the gas flow direction). The exhaust heat recovery passage 21 has an upstream side throttle part 24, a heat recovery part 25, and a downstream side throttle part 26.

上流側絞り部24及び下流側絞り部26は、排熱回収通路21を構成する配管に設けられている。上流側絞り部24は、熱回収部25に対してガス流方向の上流側に位置し、下流側絞り部26は、熱回収部25に対してガス流方向の下流側に位置している。   The upstream throttle unit 24 and the downstream throttle unit 26 are provided in a pipe constituting the exhaust heat recovery passage 21. The upstream throttle unit 24 is located upstream of the heat recovery unit 25 in the gas flow direction, and the downstream throttle unit 26 is positioned downstream of the heat recovery unit 25 in the gas flow direction.

上流側絞り部24及び下流側絞り部26は、流路断面が緩やかに小さくなるように形成されていて、熱回収部25を流れる排気ガスの流速や乱れを緩和する。従って、これら上流側絞り部24及び下流側絞り部26により、熱回収部25での熱交換が安定する。   The upstream side throttle part 24 and the downstream side throttle part 26 are formed so that the cross section of the flow path is gradually reduced, and relieve the flow velocity and disturbance of the exhaust gas flowing through the heat recovery part 25. Therefore, heat exchange in the heat recovery unit 25 is stabilized by the upstream throttle unit 24 and the downstream throttle unit 26.

熱回収部25は、流路断面が略矩形に形成されている。熱回収部25により、ヒートパイプ装置40の蒸発器が構成されている。   The heat recovery section 25 has a substantially rectangular channel cross section. The heat recovery unit 25 constitutes an evaporator of the heat pipe device 40.

<熱回収部25>
図11、図12に示すように、熱回収部25は、直方体形状をした部材(熱回収器30)を、排熱回収通路21の配管の間に組み付けることによって構成されている。熱回収器30は、耐腐食性、熱伝導性等に優れた素材(例えばステンレス鋼)を用いて形成されている。後述するパイプサポート壁31、ガスパイプ34、リブ51など、熱回収器30を構成する各部分には、いずれもそのような素材が用いられていて、熱回収器30は一体に形成されている。
<Heat recovery unit 25>
As shown in FIGS. 11 and 12, the heat recovery unit 25 is configured by assembling a rectangular parallelepiped member (heat recovery device 30) between the pipes of the exhaust heat recovery passage 21. The heat recovery unit 30 is formed using a material (for example, stainless steel) excellent in corrosion resistance, thermal conductivity, and the like. Such a material is used for each part constituting the heat recovery device 30 such as a pipe support wall 31, a gas pipe 34, and a rib 51 described later, and the heat recovery device 30 is integrally formed.

熱回収器30は、前後方向に延びる矩形筒状の本体部30aと、本体部30aの下面から下方に膨出した下膨出部30bと、本体部30aの上面から上方に膨出した上膨出部30cとを有している。   The heat recovery unit 30 includes a rectangular cylindrical main body 30a extending in the front-rear direction, a lower bulge 30b bulging downward from the lower surface of the main body 30a, and an upper bulge bulging upward from the upper surface of the main body 30a. And a protruding portion 30c.

本体部30aの前面及び後面は、一対のパイプサポート壁30d,30dによって区画されている。各パイプサポート壁30dは、ガス流方向に面するように配置されている。各パイプサポート壁30dの外周は、本体部30aの内面に、隙間無く固定されている。それにより、各パイプサポート壁30dの周囲は密閉されている。   The front surface and the rear surface of the main body 30a are partitioned by a pair of pipe support walls 30d and 30d. Each pipe support wall 30d is arranged to face the gas flow direction. The outer periphery of each pipe support wall 30d is fixed to the inner surface of the main body 30a without a gap. Thereby, the periphery of each pipe support wall 30d is sealed.

それにより、本体部30aの内部に、密閉された熱交換室31が設けられている。上膨出部30cの内部には気室32が設けられ、下膨出部30bの内部には液室33が設けられている。熱交換室31の上面は気室32に臨んでおり、熱交換室31の下面は液室33に臨んでいる。   Thereby, a sealed heat exchange chamber 31 is provided inside the main body 30a. An air chamber 32 is provided inside the upper bulging portion 30c, and a liquid chamber 33 is provided inside the lower bulging portion 30b. The upper surface of the heat exchange chamber 31 faces the air chamber 32, and the lower surface of the heat exchange chamber 31 faces the liquid chamber 33.

熱交換室31には、複数のガスパイプ34が設置されている。各ガスパイプ34は、中空薄板状のパイプからなる。ガスパイプ34の内部は、複数のフィン34aで仕切られていて、細分化されている。各ガスパイプ34の両端部は、2つのパイプサポート壁30d,30dに一体的に取り付けられている。   A plurality of gas pipes 34 are installed in the heat exchange chamber 31. Each gas pipe 34 is a hollow thin plate-like pipe. The inside of the gas pipe 34 is partitioned by a plurality of fins 34a and subdivided. Both ends of each gas pipe 34 are integrally attached to the two pipe support walls 30d and 30d.

図10に示すように、各ガスパイプ34は、各パイプサポート壁30dを貫通している。各ガスパイプ34は、上下方向及び前後方向に延びた状態で、互いに僅かな隙間を隔てて平行するように、両パイプサポート壁30dの間に配置されている。それにより、排熱回収通路21に流入した排気ガスは、これらガスパイプ34を通って前方から後方に流れ、熱交換室31を通過する。   As shown in FIG. 10, each gas pipe 34 penetrates each pipe support wall 30d. Each of the gas pipes 34 is disposed between the pipe support walls 30d so as to extend in the vertical direction and the front-rear direction so as to be parallel to each other with a slight gap therebetween. Thus, the exhaust gas flowing into the exhaust heat recovery passage 21 flows from the front to the rear through the gas pipes 34 and passes through the heat exchange chamber 31.

図12、図13に示すように、熱交換室31の隣接するガスパイプ34の間には、排気ガスの流れと交差するように、互いに平行して延びる複数の熱交換流路50が形成されている。各熱交換流路50の下端部は、その前後方向の全域にわたって液室33に開放されている。各熱交換流路50の上端部も、その前後方向の全域にわたって気室32に開放されている。それにより、各熱交換流路50は、ガス流方向の全域にわたって、液室33及び気室32と連通している(熱交換流路50については、別途後述する)。   As shown in FIGS. 12 and 13, a plurality of heat exchange passages 50 extending in parallel to each other are formed between the adjacent gas pipes 34 of the heat exchange chamber 31 so as to intersect the flow of the exhaust gas. Yes. The lower end portion of each heat exchange channel 50 is open to the liquid chamber 33 over the entire front-rear direction. The upper end portion of each heat exchange channel 50 is also opened to the air chamber 32 over the entire area in the front-rear direction. Accordingly, each heat exchange channel 50 communicates with the liquid chamber 33 and the air chamber 32 over the entire region in the gas flow direction (the heat exchange channel 50 will be described later separately).

気室32は、略直方体状に形成されていて、その前面に、液流出口36が設けられている。液流出口36は、気室32における左右幅方向の一端側に偏った部位に配置されている。   The air chamber 32 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and a liquid outlet 36 is provided on the front surface thereof. The liquid outlet 36 is disposed at a portion of the air chamber 32 that is biased toward one end in the left-right width direction.

液室33の下部は、前方から後方に向かって上り傾斜し、熱交換室31に近づくように形成されている。それにより、液室33の容積は、ガス流方向の上流側から下流側に向かって次第に小さくなっている。液室33における左右幅方向の他端側の側面に、液流入口38が設けられている。液流入口38は、後寄りの部位に配置されている。   The lower portion of the liquid chamber 33 is formed so as to incline upward from the front toward the rear and approach the heat exchange chamber 31. Thereby, the volume of the liquid chamber 33 gradually decreases from the upstream side to the downstream side in the gas flow direction. A liquid inlet 38 is provided on the side surface of the liquid chamber 33 on the other end side in the left-right width direction. The liquid inflow port 38 is arranged at a rear part.

<ヒートパイプ装置40>
この自動車1には、排気ガスの熱をキャビン4の暖房に効率よく利用できるように、ヒートパイプ装置40が設けられている。ヒートパイプ装置40は、ヒートパイプの技術を利用した熱移動サイクルである。ヒートパイプ装置40は、第2ヒータコア73及び熱回収部25と、これら第2ヒータコア73及び熱回収部25に接続された循環配管41と、を有している。
<Heat pipe device 40>
The automobile 1 is provided with a heat pipe device 40 so that the heat of the exhaust gas can be efficiently used for heating the cabin 4. The heat pipe device 40 is a heat transfer cycle using a heat pipe technology. The heat pipe device 40 includes a second heater core 73 and a heat recovery unit 25, and a circulation pipe 41 connected to the second heater core 73 and the heat recovery unit 25.

第2ヒータコア73、熱回収部25、及び循環配管41の各々の内部は連通している。それにより、これらの内部には、互いに連なって密閉された空間(熱移動空間)が形成されている。熱回収部25では、液室33、熱交換流路50、及び気室32により、熱移動空間が形成されている。   The interiors of the second heater core 73, the heat recovery unit 25, and the circulation pipe 41 are in communication. Thereby, in these, the space (heat transfer space) which was connected and sealed mutually was formed. In the heat recovery unit 25, a heat transfer space is formed by the liquid chamber 33, the heat exchange flow path 50, and the air chamber 32.

熱移動空間の内部は高度に減圧されている。そして、熱移動空間の内部には、適量の作動液(水溶液、アルコール、冷媒等)が封入されている。それにより、図10、図11に示すように、第2配管41bの一部、液室33、及び熱交換流路50の一部に、作動液が貯留されている。なお、この作動液の液量は一例である。   The inside of the heat transfer space is highly decompressed. An appropriate amount of hydraulic fluid (aqueous solution, alcohol, refrigerant, etc.) is sealed inside the heat transfer space. Accordingly, as shown in FIGS. 10 and 11, the working fluid is stored in a part of the second pipe 41 b, the liquid chamber 33, and a part of the heat exchange flow path 50. The amount of the working fluid is an example.

循環配管41は、第1配管41aと、第2配管41bとを有している。第1配管41aは、液流出口36に接続されている。第2配管41bは、液流入口38に接続されている。第1配管41aを通じて、熱回収部25で気化した作動液が第2ヒータコア73に送られる。第2配管41bを通じて、第2ヒータコア73で液化した作動液が熱回収部25に送られる。   The circulation pipe 41 has a first pipe 41a and a second pipe 41b. The first pipe 41 a is connected to the liquid outlet 36. The second pipe 41 b is connected to the liquid inlet 38. The hydraulic fluid vaporized by the heat recovery unit 25 is sent to the second heater core 73 through the first pipe 41a. The hydraulic fluid liquefied by the second heater core 73 is sent to the heat recovery unit 25 through the second pipe 41b.

第2ヒータコア73は、空調装置7の狭い内部に増設されるため、その容量は小さく設計されている。熱回収部25も、分岐した状態でトンネル部11に収容される排熱回収通路21に設けられるため、その容量は小さく設計されている。作動液の量が多いとそれだけ熱容量が増えるため、循環配管41も、その容量が小さくなるように、細管(例えば、内径が2mm以上20mm以下)で構成されている。すなわち、ヒートパイプ装置40は、コンパクトに構成されている。   Since the 2nd heater core 73 is extended in the narrow inside of the air conditioner 7, the capacity | capacitance is designed small. Since the heat recovery part 25 is also provided in the exhaust heat recovery passage 21 accommodated in the tunnel part 11 in a branched state, its capacity is designed to be small. Since the heat capacity increases as the amount of hydraulic fluid increases, the circulation pipe 41 is also composed of a thin tube (for example, the inner diameter is 2 mm or more and 20 mm or less) so that the capacity is reduced. That is, the heat pipe device 40 is configured to be compact.

図6に示すように、ダッシュパネル10aにおけるトンネル部11の上部に隣接した部位には、開口14が形成されている。図4、図7、図8にも示すように、ダッシュパネル10aの内側に、配管接続部79が設置されている。配管接続部79は、開口14を通じて前方のエンジンルーム5に臨んでいる。配管接続部79は、空調装置7に収容されているエバポレータ71、第1ヒータコア72、及び第2ヒータコア73に接続される配管(冷媒配管76、冷却水配管77、循環配管41)を中継する。   As shown in FIG. 6, the opening 14 is formed in the site | part adjacent to the upper part of the tunnel part 11 in the dash panel 10a. As shown in FIGS. 4, 7, and 8, a pipe connection portion 79 is installed inside the dash panel 10 a. The pipe connection part 79 faces the engine room 5 in front through the opening 14. The pipe connection unit 79 relays pipes (refrigerant pipe 76, cooling water pipe 77, circulation pipe 41) connected to the evaporator 71, the first heater core 72, and the second heater core 73 housed in the air conditioner 7.

エンジンルーム5に面した配管接続部79の前面には、第2ヒータコア73に接続する継手79aが設置されている。これら継手79aに、熱回収部25から延びる循環配管41が接続されている。この実施形態の循環配管41の主体は、いずれも金属管42(硬質配管)と、ゴム管43(軟質配管)とで構成されている。   A joint 79 a connected to the second heater core 73 is installed on the front surface of the pipe connection portion 79 facing the engine room 5. A circulation pipe 41 extending from the heat recovery unit 25 is connected to these joints 79a. The main body of the circulation pipe 41 of this embodiment is composed of a metal pipe 42 (hard pipe) and a rubber pipe 43 (soft pipe).

金属管42は、熱回収部25に接続されていて、熱回収部25からフロアパネル10bの下側を前方に向かって延びている。金属管42は、排気管9に沿った状態でトンネル部11に収容されている。特に、第1配管41aの金属管42は、排気管9の上部に沿って延びるように配置されている(図7参照)。すなわち、第1配管41aの金属管42は、排気管9よりもトンネル部11の奥に配置されている。   The metal tube 42 is connected to the heat recovery unit 25 and extends downward from the heat recovery unit 25 to the lower side of the floor panel 10b. The metal pipe 42 is accommodated in the tunnel portion 11 along the exhaust pipe 9. In particular, the metal pipe 42 of the first pipe 41a is arranged so as to extend along the upper part of the exhaust pipe 9 (see FIG. 7). That is, the metal pipe 42 of the first pipe 41 a is disposed deeper in the tunnel portion 11 than the exhaust pipe 9.

第2配管41bの金属管42は、排気管9の側部に沿って延びるように配置されている。これら金属管42の前端部は、フロアパネル10bの前端部に位置している。   The metal pipe 42 of the second pipe 41 b is arranged so as to extend along the side part of the exhaust pipe 9. The front end portions of these metal tubes 42 are located at the front end portion of the floor panel 10b.

ゴム管43の一端は、金属管42の前端部に接続されている。ゴム管43は、屈曲された状態で、ダッシュパネル10aに沿って延びている。そして、ゴム管43の他端は、継手79aに接続されている。循環配管41は、ダッシュパネル10a又はフロアパネル10bには支持されず、排気管9と継手79a(配管接続部79、更には空調装置7)とによって支持されている。   One end of the rubber tube 43 is connected to the front end portion of the metal tube 42. The rubber tube 43 extends along the dash panel 10a in a bent state. The other end of the rubber tube 43 is connected to the joint 79a. The circulation pipe 41 is not supported by the dash panel 10a or the floor panel 10b, but is supported by the exhaust pipe 9 and the joint 79a (the pipe connection portion 79 and further the air conditioner 7).

<排熱回収機構20及びヒートパイプ装置40の動作>
常態では、切替バルブ23は熱不回収位置に位置している。そのため、エンジン2の作動中に発生する排気ガスは、バイパス通路22を流れて、従来と同様に排気される。従って、ヒートパイプ装置40は作動しない。
<Operation of Exhaust Heat Recovery Mechanism 20 and Heat Pipe Device 40>
In the normal state, the switching valve 23 is located at the heat non-recovery position. Therefore, the exhaust gas generated during the operation of the engine 2 flows through the bypass passage 22 and is exhausted as in the conventional case. Therefore, the heat pipe device 40 does not operate.

一方、エンジン2の作動中に搭乗者が空調装置7を操作するなどして、暖房要求があると、切替バルブ23は、熱回収位置に切り替わる。それにより、排気ガスは、排熱回収通路21に流れる。排熱回収通路21に導入された排気ガスは、上流側絞り部24で流速や乱れが緩和された後、ガスパイプ34に流入する。   On the other hand, when a passenger requests heating by operating the air conditioner 7 while the engine 2 is operating, the switching valve 23 is switched to the heat recovery position. Thereby, the exhaust gas flows into the exhaust heat recovery passage 21. The exhaust gas introduced into the exhaust heat recovery passage 21 flows into the gas pipe 34 after the flow velocity and turbulence are alleviated by the upstream throttle 24.

排気ガスがガスパイプ34を通過する過程で、各熱交換流路50に溜まる作動液が排気ガスの熱を吸収して気化し、作動液の蒸気が発生する。作動液の蒸気は、第1配管41aを通じて第2ヒータコア73に移動する。第2ヒータコア73に移動した作動液の蒸気は、空調装置7に導入される空気に放熱して液化する。第2ヒータコア73で液化した作動液は、作動液の蒸気圧や重力の作用により、熱回収部25へ移動する。   In the process in which the exhaust gas passes through the gas pipe 34, the working fluid that accumulates in each heat exchange channel 50 absorbs the heat of the exhaust gas and vaporizes, and the working fluid vapor is generated. The steam of the working fluid moves to the second heater core 73 through the first pipe 41a. The vapor of the working fluid that has moved to the second heater core 73 dissipates heat to the air introduced into the air conditioner 7 and liquefies. The hydraulic fluid liquefied by the second heater core 73 moves to the heat recovery unit 25 due to the vapor pressure of the hydraulic fluid and the action of gravity.

すなわち、排気ガスとの熱交換、及び、空調装置7に導入される空気との熱交換により、作動液は、相変化しながら、循環配管41を通じて、第2ヒータコア73と熱回収部25との間を循環する。それにより、排気ガスの熱を直接的に利用して、キャビン4の暖房が行える。   That is, the hydraulic fluid exchanges between the second heater core 73 and the heat recovery unit 25 through the circulation pipe 41 while changing the phase by heat exchange with the exhaust gas and heat exchange with the air introduced into the air conditioner 7. Circulate between them. Thereby, the cabin 4 can be heated by directly using the heat of the exhaust gas.

この自動車1では、排気管9にアンダーフットキャタ12が設置されている。アンダーフットキャタ12が含む三元触媒は、適正に機能させるには所定以上の温度が必要である。従って、熱回収部25をアンダーフットキャタ12の上流側に配置すると、アンダーフットキャタ12の機能が損なわれるおそれがある。   In the automobile 1, an underfoot caterer 12 is installed in the exhaust pipe 9. The three-way catalyst included in the underfoot caterer 12 needs a temperature higher than a predetermined temperature in order to function properly. Therefore, if the heat recovery unit 25 is disposed on the upstream side of the underfoot caterer 12, the function of the underfoot caterer 12 may be impaired.

それに対し、この自動車1では、熱回収部25がアンダーフットキャタ12の下流側に配置されている。従って、ヒートパイプ装置40で排熱を利用しても、アンダーフットキャタ12の機能を維持できる。   On the other hand, in the automobile 1, the heat recovery unit 25 is disposed on the downstream side of the underfoot caterer 12. Therefore, even if exhaust heat is used in the heat pipe device 40, the function of the underfoot caterer 12 can be maintained.

一方、アンダーフットキャタ12など、排熱の利用によって影響を受ける装置が排気管9に設置されている場合に、その装置の下流側に熱回収部25を配置すると、循環配管41が長くなる。循環配管41が長くなると、熱輸送効率の低下、循環配管41の耐久性の低下などを招くおそれがある。   On the other hand, when a device that is affected by the use of exhaust heat, such as the underfoot cater 12, is installed in the exhaust pipe 9, if the heat recovery unit 25 is disposed on the downstream side of the device, the circulation pipe 41 becomes long. When the circulation pipe 41 becomes long, there is a possibility that the heat transport efficiency is lowered and the durability of the circulation pipe 41 is lowered.

すなわち、第1配管41aを流れる作動液の蒸気が、放熱して液化し易くなるため、熱輸送効率が低下する。それに対し、この自動車1では、第1配管41aが、排気管9に沿って延びるように配置されている。それにより、第1配管41aは、排気管9が放出する輻射熱を受けて放熱が抑制される。従って、循環配管41が長くなっても、熱輸送効率の低下を低減できる。   That is, since the vapor of the working fluid flowing through the first pipe 41a is radiated and easily liquefied, the heat transport efficiency is lowered. On the other hand, in the automobile 1, the first pipe 41 a is arranged so as to extend along the exhaust pipe 9. Thereby, the 1st piping 41a receives the radiant heat which the exhaust pipe 9 discharge | releases, and heat dissipation is suppressed. Therefore, even if the circulation piping 41 becomes long, the fall of heat transport efficiency can be reduced.

更に、第1配管41aは、排気管9よりもトンネル部11の奥方に配置されている。従って、排気管9が発する熱によって放熱が抑制され、よりいっそう熱輸送効率の低下を低減できる。また、排気管9に沿って延びる部分が金属管42で形成されているので、循環配管41に熱が伝わり易い。従って、更にいっそう熱輸送効率の低下を低減できる。   Further, the first pipe 41 a is disposed deeper in the tunnel portion 11 than the exhaust pipe 9. Therefore, heat radiation is suppressed by the heat generated by the exhaust pipe 9, and a decrease in heat transport efficiency can be further reduced. Further, since the portion extending along the exhaust pipe 9 is formed by the metal pipe 42, heat is easily transmitted to the circulation pipe 41. Accordingly, it is possible to further reduce the decrease in heat transport efficiency.

フロアパネル10bの下側に沿って延びる循環配管41を排気管9に沿って配置することで、走行時に跳ね上げられる石などの異物が循環配管41に衝突することも抑制できる。従って、循環配管41が長くなっても、循環配管41の耐久性の低下を低減できる。循環配管41をトンネル部11に収容したことで、よりいっそう循環配管41の耐久性の低下を低減できる。   By arranging the circulation pipe 41 extending along the lower side of the floor panel 10 b along the exhaust pipe 9, it is possible to suppress foreign matters such as stones that are leap up during traveling from colliding with the circulation pipe 41. Therefore, even if the circulation piping 41 becomes long, the fall of durability of the circulation piping 41 can be reduced. Since the circulation pipe 41 is accommodated in the tunnel portion 11, the deterioration of the durability of the circulation pipe 41 can be further reduced.

更に、アンダーフットキャタ12など、排熱を利用する装置の下流側に熱回収部25を配置すると、熱回収部25を通過する排気ガスの温度が低下する場合がある。従って、熱回収部25で回収できる熱が不足するおそれがある。   Furthermore, if the heat recovery unit 25 is disposed on the downstream side of a device that uses exhaust heat, such as the underfoot cater 12, the temperature of the exhaust gas that passes through the heat recovery unit 25 may decrease. Therefore, there is a possibility that the heat that can be recovered by the heat recovery unit 25 is insufficient.

熱輸送効率の低下や排熱回収効率の低下に対し、この自動車1では、作動液が円滑に循環して効率よく排気ガスと熱交換できるように、熱交換流路50が工夫されている。   In this automobile 1, the heat exchange flow path 50 is devised so that the hydraulic fluid circulates smoothly and efficiently exchanges heat with the exhaust gas in response to a decrease in heat transport efficiency and a decrease in exhaust heat recovery efficiency.

<熱交換流路50>
上述したように、排熱回収通路21に排気ガスが連続して導入されると、液化した作動液が、液流入口38を通じて液室33に連続して流入する。そして、その作動液は、下方から各熱交換流路50に流入し、上方に向かって流れる。図10、図13の中の矢印Y2は、熱回収部25で作動液が流れる方向(液流方向ともいう)を示している。
<Heat exchange flow path 50>
As described above, when the exhaust gas is continuously introduced into the exhaust heat recovery passage 21, the liquefied hydraulic fluid continuously flows into the liquid chamber 33 through the liquid inlet 38. Then, the hydraulic fluid flows into the heat exchange channels 50 from below and flows upward. The arrow Y2 in FIGS. 10 and 13 indicates the direction in which the hydraulic fluid flows in the heat recovery unit 25 (also referred to as the liquid flow direction).

作動液は、各熱交換流路50を通過する過程で、各ガスパイプ34を流れる排気ガスと熱交換を行う。熱交換は、熱伝導性に優れたガスパイプ34の壁材(熱交換流路50の壁面を構成)を介して行われ、作動液は、熱交換流路50の内壁面から受熱する。それによって作動液が気化し、作動液の蒸気が発生する。発生した作動液の蒸気は、気室32に流入し、液流出口36を通じて気室32から流出する。   The hydraulic fluid exchanges heat with the exhaust gas flowing through each gas pipe 34 in the process of passing through each heat exchange channel 50. The heat exchange is performed through the wall material of the gas pipe 34 excellent in heat conductivity (which constitutes the wall surface of the heat exchange channel 50), and the hydraulic fluid receives heat from the inner wall surface of the heat exchange channel 50. As a result, the hydraulic fluid is vaporized and vapor of the hydraulic fluid is generated. The generated vapor of hydraulic fluid flows into the air chamber 32 and flows out of the air chamber 32 through the liquid outlet 36.

図12、図13に示すように、この実施形態の熱交換流路50には、液流方向に延びる複数のリブ51が設けられていて、熱交換流路50は、複数の分岐流路52に区画されている。それにより、熱交換流路50の内壁面の表面積が増加し、熱交換が促進される。また、作動液が各分岐流路52に分散し、整流された状態で排気ガスと熱交換が行われるので、バランスよく熱交換できる。   As shown in FIGS. 12 and 13, the heat exchange channel 50 of this embodiment is provided with a plurality of ribs 51 extending in the liquid flow direction, and the heat exchange channel 50 includes a plurality of branch channels 52. It is divided into. Thereby, the surface area of the inner wall surface of the heat exchange channel 50 is increased, and heat exchange is promoted. In addition, since the working fluid is dispersed in each branch passage 52 and heat exchange is performed with the exhaust gas in a rectified state, heat exchange can be performed in a balanced manner.

作動液の流れが画一化されるので、液流方向は、鉛直方向に限らない。水平方向や斜め方向等、いずれの方向であっても、安定した熱交換が行えるので、熱回収器30を設置する向きが制約されない利点もある。   Since the flow of hydraulic fluid is made uniform, the liquid flow direction is not limited to the vertical direction. Since stable heat exchange can be performed in any direction such as a horizontal direction or an oblique direction, there is an advantage that the direction in which the heat recovery device 30 is installed is not restricted.

ところが、熱交換流路50を複数に区画すると、流路幅が狭くなる。それにより、作動液の流動性が阻害され、熱交換効率や熱輸送効率の低下を招くおそれがある。この点、具体的に説明する。   However, when the heat exchange flow path 50 is divided into a plurality of sections, the flow path width becomes narrower. Thereby, the fluidity | liquidity of a hydraulic fluid is inhibited and there exists a possibility of causing the fall of heat exchange efficiency and heat transport efficiency. This point will be specifically described.

熱交換流路50の厚みt(左右方向の大きさ)は、排気ガスの掃気性を確保するため、小さくならざるを得ない(図12参照)。それに加え、熱交換流路50の幅W(前後方向の大きさ)も狭くなると、作動液の流動抵抗が増加する。   The thickness t (size in the left-right direction) of the heat exchange channel 50 must be small in order to ensure the scavenging performance of the exhaust gas (see FIG. 12). In addition to this, when the width W (size in the front-rear direction) of the heat exchange channel 50 becomes narrower, the flow resistance of the hydraulic fluid increases.

更に、作動液は、各熱交換流路50を通過する過程で気化する。それにより、図14に示すように、作動液中に気泡Bが形成される。気泡Bは、熱交換流路50を進むにつれて成長し、次第に大きくなっていく。   Further, the hydraulic fluid is vaporized in the process of passing through each heat exchange channel 50. Thereby, as shown in FIG. 14, bubbles B are formed in the hydraulic fluid. The bubbles B grow as they progress through the heat exchange flow path 50 and gradually increase.

図14の(a)に示すように、気泡Bが成長しても、熱交換流路50の幅Wが、その気泡Bの横幅よりも大きければ、気泡Bは、ほとんどリブ51に接することなく、熱交換流路50を通過できる。従って、この場合、熱交換流路50は閉塞しないので、リブ51の存在は作動液の流動性に影響しない。   As shown in FIG. 14A, even if the bubble B grows, the bubble B hardly contacts the rib 51 if the width W of the heat exchange channel 50 is larger than the lateral width of the bubble B. The heat exchange channel 50 can be passed through. Therefore, in this case, since the heat exchange flow path 50 is not blocked, the presence of the rib 51 does not affect the fluidity of the hydraulic fluid.

それに対し、図14の(b)に示すように、熱交換流路50の幅Wが、気泡Bの横幅よりも小さいと、気泡Bは、リブ51に接触して抵抗を受けながら熱交換流路50を通過する。従って、熱交換流路50は閉塞するので、作動液の流動性が阻害される。液体の作動液がリブ51に接触する量も減るので、熱交換効率も低下する。   On the other hand, as shown in FIG. 14B, when the width W of the heat exchange channel 50 is smaller than the lateral width of the bubble B, the bubble B comes into contact with the rib 51 and receives a resistance while receiving the resistance. Pass through road 50. Therefore, since the heat exchange flow path 50 is blocked, the fluidity of the working fluid is hindered. Since the amount of the liquid working fluid that contacts the rib 51 is also reduced, the heat exchange efficiency is also reduced.

そこで、作動液が熱交換流路50を円滑に流れた状態で熱交換も効率よくできるように、更に、熱交換流路50に様々な工夫が施されている。   In view of this, the heat exchange channel 50 is further devised so that heat exchange can be efficiently performed in a state where the working fluid smoothly flows through the heat exchange channel 50.

第1に、液流方向における同じ位置で比較した場合、ガス流方向の上流側に位置する分岐流路52の幅Wは、ガス流方向の下流側に位置する分岐流路52の幅Wよりも大きく形成されている。具体的には、ガス流方向の下流側から上流側に向かうに従って、分岐流路52の幅Wが次第に大きくなるように形成されている。   First, when compared at the same position in the liquid flow direction, the width W of the branch flow path 52 located upstream in the gas flow direction is greater than the width W of the branch flow path 52 located downstream in the gas flow direction. Is also formed large. Specifically, the width W of the branch flow path 52 is gradually increased from the downstream side in the gas flow direction toward the upstream side.

それにより、作動液は、ガス流方向の下流側に位置する分岐流路52よりも、ガス流方向の上流側に位置する分岐流路52に、動的に、流入し易くなる。排気ガスの温度は、ガス流方向の上流側が下流側よりも高いので、各分岐流路52に、その排気ガス温度に対応した量の作動液を分配できる。それにより、ガス流方向の全域で熱交換を均一化できる。   As a result, the hydraulic fluid is more likely to dynamically flow into the branch flow path 52 located upstream in the gas flow direction than the branch flow path 52 located downstream in the gas flow direction. Since the temperature of the exhaust gas is higher on the upstream side in the gas flow direction than on the downstream side, an amount of hydraulic fluid corresponding to the exhaust gas temperature can be distributed to each branch passage 52. Thereby, heat exchange can be made uniform throughout the gas flow direction.

各分岐流路52の幅Wは、気泡Bの成長の程度に対応した大小関係で変化している。従って、気泡Bによる流動阻害も抑制できる。   The width W of each branch flow path 52 changes in a magnitude relationship corresponding to the degree of growth of the bubbles B. Therefore, the flow inhibition by the bubbles B can also be suppressed.

各分岐流路52の幅Wは、仕様に応じて適宜設定できる。ただし、熱交換室31を流れる排気ガスの温度は、図15に示すように、上流側から下流側に向かって所定の変化率で逓減する曲線を示す。従って、各分岐流路52の幅Wは、この排気ガスの温度曲線の変化に合わせて変化する(排気ガスの温度が高いほど幅Wを広くする)ように形成するのが好ましい。   The width W of each branch channel 52 can be appropriately set according to the specification. However, as shown in FIG. 15, the temperature of the exhaust gas flowing through the heat exchange chamber 31 shows a curve that gradually decreases from the upstream side toward the downstream side at a predetermined rate of change. Therefore, the width W of each branch passage 52 is preferably formed so as to change in accordance with the change in the temperature curve of the exhaust gas (the width W increases as the temperature of the exhaust gas increases).

第2に、熱交換流路50の下流側を流れる作動液の受熱量は、熱交換流路50の上流側を流れる作動液の受熱量よりも少なくなるように構成されている。熱交換流路50の下流側を流れる作動液の受熱量を相対的に少なくすれば、気泡Bが大きく成長するのを抑制できる。従って、気泡Bによる流動阻害を抑制できる。   Secondly, the amount of heat received by the hydraulic fluid flowing on the downstream side of the heat exchange channel 50 is configured to be smaller than the amount of heat received by the hydraulic fluid flowing on the upstream side of the heat exchange channel 50. If the amount of heat received by the hydraulic fluid flowing on the downstream side of the heat exchange channel 50 is relatively reduced, the bubble B can be prevented from growing greatly. Therefore, flow inhibition due to the bubbles B can be suppressed.

この実施形態では、熱交換流路50が上流側と下流側とに二分されている。上流側の熱交換流路50は、一群のリブ51(上流側リブ51a)により、複数の分岐流路52(上流側分岐流路52a)に区画されている。下流側の熱交換流路50は、一群のリブ51(下流側リブ51b)により、複数の分岐流路52(下流側分岐流路52b)に区画されている。   In this embodiment, the heat exchange channel 50 is divided into an upstream side and a downstream side. The upstream heat exchange channel 50 is partitioned into a plurality of branch channels 52 (upstream branch channels 52a) by a group of ribs 51 (upstream ribs 51a). The downstream heat exchange channel 50 is partitioned into a plurality of branch channels 52 (downstream branch channels 52b) by a group of ribs 51 (downstream ribs 51b).

上流側リブ51aは、熱交換流路50の下端(上流側の端)から熱交換流路50の中間部位まで延びている。下流側リブ51bは、熱交換流路50の中間部位から熱交換流路50の上端(下流側の端)まで延びている。   The upstream rib 51 a extends from the lower end (upstream end) of the heat exchange channel 50 to an intermediate portion of the heat exchange channel 50. The downstream rib 51b extends from an intermediate portion of the heat exchange channel 50 to the upper end (downstream end) of the heat exchange channel 50.

そして、ガス流方向における同じ位置で比較した場合、上流側分岐流路52aよりも下流側分岐流路52bの方が、幅Wが大きく(同等以上に)形成されている。それにより、作動液が接し得る熱交換流路50の内壁面の表面積は、熱交換流路50の上流側よりも下流側の方が小さく形成されている。   When compared at the same position in the gas flow direction, the downstream branch flow path 52b is formed to have a larger width (equal or greater) than the upstream branch flow path 52a. Thereby, the surface area of the inner wall surface of the heat exchange channel 50 with which the hydraulic fluid can come into contact is formed smaller on the downstream side than on the upstream side of the heat exchange channel 50.

作動液が接し得る熱交換流路50の内壁面の表面積が小さいと、その分、作動液の受熱量も少なくなる。従って、下流側分岐流路52bでは、気泡Bの成長が抑制されるので、気泡Bによる流動阻害を抑制できる。   If the surface area of the inner wall surface of the heat exchange channel 50 with which the hydraulic fluid can come into contact is small, the amount of heat received by the hydraulic fluid is reduced accordingly. Therefore, in the downstream branch flow path 52b, the growth of the bubbles B is suppressed, so that the flow inhibition by the bubbles B can be suppressed.

下流側分岐流路52bの方が幅Wが大きいので、気泡Bが成長しても、気泡Bは下流側リブ51bに接触し難い。従って、気泡Bの接触抵抗が減少し、気泡Bによる流動阻害を更に抑制できる。   Since the downstream branch flow path 52b has a larger width W, even if the bubble B grows, the bubble B is unlikely to contact the downstream rib 51b. Accordingly, the contact resistance of the bubbles B is reduced, and the flow inhibition by the bubbles B can be further suppressed.

第3に、液流方向に隣接している上流側リブ51a及び下流側リブ51bは、互い違いに配置されている。下流側リブ51bの下端53は、隣接する2つの上流側リブ51aの中間に位置している。   Third, the upstream ribs 51a and the downstream ribs 51b adjacent to each other in the liquid flow direction are alternately arranged. The lower end 53 of the downstream rib 51b is located in the middle of two adjacent upstream ribs 51a.

このように、リブ51を配置すると、上流側分岐流路52aで気泡Bが大きく成長した場合には、その気泡Bは、下流側分岐流路52bに流入する際、下流側リブ51bの下端53に衝突する。それにより、その気泡Bは、分割され、小さくなった状態で下流側分岐流路52bに流入する。熱交換流路50の途中で大きく成長した気泡Bは、細分化されるので、気泡Bによる流動阻害を抑制できる。   As described above, when the rib 51 is arranged, if the bubble B grows large in the upstream branch flow path 52a, the bubble B flows into the downstream branch flow path 52b, and then the lower end 53 of the downstream rib 51b. Collide with. Thereby, the bubble B is divided and flows into the downstream branch flow path 52b in a small state. Since the bubbles B that have grown greatly in the middle of the heat exchange channel 50 are subdivided, the flow inhibition by the bubbles B can be suppressed.

第4に、熱交換流路50の下流側(この実施形態では、下流側分岐流路52bが形成されている部分)は、熱交換流路50の上流側(この実施形態では、上流側分岐流路52aが形成されている部分)よりも、熱伝導率が小さくなるように構成されている。   Fourth, the downstream side of the heat exchange channel 50 (in this embodiment, the portion where the downstream branch channel 52b is formed) is the upstream side of the heat exchange channel 50 (in this embodiment, the upstream side branch). The heat conductivity is smaller than that of the portion where the flow path 52a is formed.

例えば、熱交換流路50の下流側と上流側とで、ガスパイプ34やリブ51を構成する素材に、熱伝導率の異なる素材を用いれば、このように構成することができる。熱伝導率が異なる素材を用いる代わりに、熱伝導率が同じ素材のガスパイプ34やリブ51に、熱伝導率が異なる被膜を形成してもよい。   For example, if materials having different thermal conductivities are used as the materials constituting the gas pipe 34 and the rib 51 on the downstream side and the upstream side of the heat exchange flow path 50, this configuration can be achieved. Instead of using materials having different thermal conductivities, films having different thermal conductivities may be formed on the gas pipes 34 and the ribs 51 having the same thermal conductivity.

熱伝導率が小さいと、作動液の受熱量が小さくなる。従って、よりいっそう気泡Bの成長を抑制できる。   When the thermal conductivity is small, the amount of heat received by the hydraulic fluid is small. Therefore, the growth of the bubbles B can be further suppressed.

このような熱交換流路50を形成する場合、熱回収器30は、複数(この場合は2つ)のパーツで構成するのが好ましい。すなわち、熱回収器30を、液流方向に二分し、上流側分岐流路52aが形成された上流側パーツ30Uと、下流側分岐流路52bが形成された下流側パーツ30Dとで構成する。これら上流側パーツ30U及び下流側パーツ30Dを突き合わせ、接合して一体化することにより、熱回収器30を形成する。   When forming such a heat exchange flow path 50, it is preferable to comprise the heat recovery device 30 with a plurality of (in this case, two) parts. That is, the heat recovery device 30 is divided into two parts in the liquid flow direction, and includes an upstream part 30U in which the upstream branch flow path 52a is formed and a downstream part 30D in which the downstream branch flow path 52b is formed. The heat recovery unit 30 is formed by abutting, joining, and integrating the upstream part 30U and the downstream part 30D.

そうすれば、上述したような構造や性質が液流方向で異なる熱交換流路50でも、簡単に製造することができる。   If it does so, it can manufacture easily also with the heat exchange flow path 50 from which a structure and a property as mentioned above differ in a liquid flow direction.

<熱交換流路50の変形例>
熱交換流路50の形態は、上述した実施形態に限らない。図16A〜図16Fに、熱交換流路50の変形例50A〜50Fを示す。なお、熱交換流路50の形態以外は上述した実施形態と同じである。以下の説明では、主に、熱交換流路50の異なる点について説明する。
<Modification of Heat Exchange Channel 50>
The form of the heat exchange channel 50 is not limited to the above-described embodiment. 16A to 16F show modifications 50A to 50F of the heat exchange flow path 50. FIG. In addition, except the form of the heat exchange flow path 50, it is the same as embodiment mentioned above. In the following description, different points of the heat exchange channel 50 will be mainly described.

図16Aに、第1の変形例を示す。この変形例の熱交換流路50Aは、実施形態の熱交換流路50と同様に、熱交換流路50が二分されていて、上流側の熱交換流路50が上流側リブ51aによって複数の上流側分岐流路52aに区画され、下流側の熱交換流路50が下流側リブ51bによって複数の下流側分岐流路52bに区画されている。   FIG. 16A shows a first modification. As in the heat exchange flow path 50 of the embodiment, the heat exchange flow path 50A of this modification is divided into two, and the upstream heat exchange flow path 50 includes a plurality of upstream ribs 51a. A downstream heat exchange channel 50 is partitioned into a plurality of downstream branch channels 52b by downstream ribs 51b.

この変形例の熱交換流路50Aでは、上流側分岐流路52a及び下流側分岐流路52bの各幅Wは同じに形成されている。そして、下流側分岐流路52bの幅Wは、上流側分岐流路52aの幅Wよりも大きく形成されている。   In the heat exchange flow path 50A of this modification, the width W of the upstream branch flow path 52a and the downstream branch flow path 52b is formed to be the same. And the width W of the downstream branch flow path 52b is formed larger than the width W of the upstream branch flow path 52a.

内壁面の表面積は下流側分岐流路52bの方が小さいので、下流側分岐流路52bでは、作動液の受熱量が少なくなり、気泡Bの成長が抑制される。また、下流側分岐流路52bの方が気泡Bの接触抵抗が少ないので、流動阻害を抑制できる。上流側リブ51aと下流側リブ51bが互い違いに配置されているので、熱交換流路50の途中で気泡Bを細分化できる。   Since the downstream branch flow path 52b has a smaller surface area on the inner wall surface, the amount of heat received by the hydraulic fluid is reduced in the downstream branch flow path 52b, and the growth of the bubbles B is suppressed. Moreover, since the downstream branch flow path 52b has less contact resistance of the bubble B, flow inhibition can be suppressed. Since the upstream ribs 51 a and the downstream ribs 51 b are alternately arranged, the bubbles B can be subdivided in the middle of the heat exchange flow path 50.

図16Bに、第2の変形例を示す。この変形例の熱交換流路50Bは、第1の変形例の熱交換流路50Aと異なり、下流側リブ51bは、上流側リブ51aに連なるように配置されている(互い違いに配置されていない)。熱交換流路50の途中で気泡Bを細分化できる点を除けば、第1変形例と同じ効果が得られる。   FIG. 16B shows a second modification. Unlike the heat exchange flow path 50A of the first modification, the heat exchange flow path 50B of this modification is arranged so as to be continuous with the upstream rib 51a (not arranged alternately). ). Except for the point that the bubbles B can be subdivided in the middle of the heat exchange flow path 50, the same effect as the first modification can be obtained.

この変形例では、下流側リブ51bの下端53が、隣接する2つの上流側リブ51aの中間に位置していないので、上流側分岐流路52aから下流側分岐流路52bに、気泡B及び作動液が円滑に流れる利点がある。   In this modified example, since the lower end 53 of the downstream rib 51b is not located between the two adjacent upstream ribs 51a, the bubble B and the operation are moved from the upstream branch flow path 52a to the downstream branch flow path 52b. There is an advantage that the liquid flows smoothly.

図16Cに、第3の変形例を示す。この変形例の熱交換流路50Cは、リブ51が、ガス流方向の上流側から下流側に向かって次第に長くなるように形成されている。各リブ51の上流側の端部は、熱交換流路50の上流側の端に位置している。それにより、各分岐流路52の下流側には、ガス流方向の上流側にいくほど大きく拡がる空間が形成されている。   FIG. 16C shows a third modification. The heat exchange flow path 50C of this modification is formed such that the ribs 51 become gradually longer from the upstream side to the downstream side in the gas flow direction. The upstream end of each rib 51 is located at the upstream end of the heat exchange flow path 50. As a result, a space is formed on the downstream side of each branch flow path 52 so as to expand larger toward the upstream side in the gas flow direction.

従って、気泡Bが成長し易いガス流方向の上流側では、気泡Bの成長が抑制され、かつ、成長した気泡Bがリブ51に接触し難くなっている。   Therefore, on the upstream side in the gas flow direction in which the bubbles B are likely to grow, the growth of the bubbles B is suppressed, and the grown bubbles B are difficult to contact the ribs 51.

図16Dに、第4の変形例を示す。この変形例の熱交換流路50Dは、第3の変形例の熱交換流路50Cの変形例に相当する。この変形例では、実施形態の熱交換流路50から、ガス流方向の上流側のリブ51が実質的に一様に短くなるように、下流側リブ51bが省略されている。それにより、ガス流方向の上流側に位置する分岐流路52の下流側に大きく拡がる空間が形成されている。   FIG. 16D shows a fourth modification. The heat exchange channel 50D of this modification corresponds to a modification of the heat exchange channel 50C of the third modification. In this modification, the downstream rib 51b is omitted from the heat exchange flow path 50 of the embodiment so that the upstream rib 51 in the gas flow direction is substantially uniformly shortened. As a result, a space is formed that greatly expands downstream of the branch flow path 52 located on the upstream side in the gas flow direction.

従って、気泡Bが成長し易いガス流方向の上流側では、気泡Bの成長が抑制され、かつ、成長した気泡Bがリブ51に接触し難くなっている。なお、リブ51は、第3の変形例のように、液流方向に連なっていてもよく、ガス流方向に長さの異なる一群のリブ51は、2つに限らず、3つ以上であってもよい。   Therefore, on the upstream side in the gas flow direction in which the bubbles B are likely to grow, the growth of the bubbles B is suppressed, and the grown bubbles B are difficult to contact the ribs 51. The ribs 51 may be continuous in the liquid flow direction as in the third modified example, and the group of ribs 51 having different lengths in the gas flow direction is not limited to two but may be three or more. May be.

図16Eに、第5の変形例を示す。この変形例の熱交換流路50Eは、熱交換流路50が上流、中流、及び下流の3つに分かれている。各流路には、複数のリブ51が等間隔又は異なる間隔(図例は後者)に配置され、複数の分岐流路52が形成されている。上流、中流、及び下流の各々の分岐流路52の幅Wは異なっており、下流側に向かうほど、大きくなっている。液流方向に隣接しているリブ51は、互い違いに配置されている。   FIG. 16E shows a fifth modification. In the heat exchange flow path 50E of this modification, the heat exchange flow path 50 is divided into an upstream, a middle flow, and a downstream. In each channel, a plurality of ribs 51 are arranged at equal intervals or at different intervals (the latter in the figure), and a plurality of branch channels 52 are formed. The width W of each of the upstream, middle stream, and downstream branch flow paths 52 is different, and increases toward the downstream side. The ribs 51 adjacent to each other in the liquid flow direction are arranged alternately.

従って、下流側に向かうほど、作動液の受熱量が少ないので、気泡Bの成長が抑制される。また、下流側に向かうほど、気泡Bの接触抵抗が少ないので、流動阻害も抑制できる。熱交換流路50の2箇所で、液流方向に隣接しているリブ51が互い違いに配置されているので、気泡Bを、より細分化できる。なお、この変形例の場合、熱回収器30は3つのパーツで構成するのが好ましい。熱交換流路50は、液流方向に4つ以上に分けてもよい。   Therefore, since the amount of heat received by the hydraulic fluid is smaller toward the downstream side, the growth of the bubbles B is suppressed. Moreover, since the contact resistance of the bubble B is smaller toward the downstream side, the flow inhibition can be suppressed. Since the ribs 51 adjacent to each other in the liquid flow direction are alternately arranged at two locations of the heat exchange channel 50, the bubbles B can be further subdivided. In the case of this modification, it is preferable that the heat recovery unit 30 is composed of three parts. The heat exchange channel 50 may be divided into four or more in the liquid flow direction.

図16Fに、第6の変形例を示す。この変形例の熱交換流路50Fには、長さの短いリブ51が、多数設置されている。各リブ51は、液流方向の下流側に向かうほど、ガス流方向に隣接する2つのリブ51,51の間隔が大きくなるように配置されている。液流方向に隣接しているリブ51は、互い違いに配置されている。   FIG. 16F shows a sixth modification. A large number of short ribs 51 are installed in the heat exchange flow path 50F of this modification. Each rib 51 is arranged such that the distance between the two ribs 51 and 51 adjacent to each other in the gas flow direction increases toward the downstream side in the liquid flow direction. The ribs 51 adjacent in the liquid flow direction are arranged alternately.

従って、この変形例の熱交換流路50では、分岐流路52がよりいっそう細分化されていて、作動液は、様々な経路を通って熱交換流路50を通過する。下流側に向かうほど、作動液の受熱量が少ないので、気泡Bの成長が抑制される。また、下流側に向かうほど、気泡Bの接触抵抗が少ないので、流動阻害も抑制できる。熱交換流路50の液流方向の複数箇所で、液流方向に隣接しているリブ51が互い違いに配置されているので、気泡Bを、よりいっそう細分化できる。   Therefore, in the heat exchange flow path 50 of this modification, the branch flow path 52 is further subdivided, and the working fluid passes through the heat exchange flow path 50 through various paths. Since the amount of heat received by the hydraulic fluid is smaller toward the downstream side, the growth of the bubbles B is suppressed. Moreover, since the contact resistance of the bubble B is smaller toward the downstream side, the flow inhibition can be suppressed. Since the ribs 51 adjacent in the liquid flow direction are alternately arranged at a plurality of locations in the liquid flow direction of the heat exchange channel 50, the bubbles B can be further subdivided.

図例では、リブ51をガス流方向に列状に並べて配置したが、リブ51の配置はランダムであってもよい。リブ51の長さもガス流方向や液流方向に変化させてもよい。要は、気泡Bの成長の抑制、及び/又は、気泡Bによる流動阻害の抑制が実現できればよい。   In the illustrated example, the ribs 51 are arranged in a line in the gas flow direction, but the arrangement of the ribs 51 may be random. The length of the rib 51 may also be changed in the gas flow direction or the liquid flow direction. In short, it is only necessary to realize the suppression of the growth of the bubbles B and / or the suppression of the flow inhibition by the bubbles B.

なお、開示する技術は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。   The disclosed technology is not limited to the above-described embodiment, and includes other various configurations.

例えば、開示する技術が適用できる車両は、ガソリンエンジンで駆動するものに限らない。ディーゼルエンジンを搭載した自動車、又は、エンジンとモータとを併用した電気自動車にも、開示する技術は適用できる。要は、運転時に排気ガスを排出する車両であればよい。   For example, a vehicle to which the disclosed technology can be applied is not limited to a vehicle driven by a gasoline engine. The disclosed technology can also be applied to a vehicle equipped with a diesel engine or an electric vehicle using a combination of an engine and a motor. In short, any vehicle that exhausts exhaust gas during driving may be used.

車両の駆動方式は、FFに限らず、FR、RR、MRでもよい。すなわち、エンジンの配置は、車両の前部に限らない。排気管には、NOx吸収還元触媒(NSC)、尿素選択還元触媒(SCR)、排気ガスを再循環させる外部EGRなどの排気処理装置が設置されていてもよい。   The drive system of the vehicle is not limited to FF, and may be FR, RR, or MR. That is, the arrangement of the engine is not limited to the front part of the vehicle. The exhaust pipe may be provided with an exhaust treatment device such as a NOx absorption reduction catalyst (NSC), a urea selective reduction catalyst (SCR), and an external EGR that recirculates the exhaust gas.

実施形態では、作動液の円滑な流動性と良好な熱交換効率とを得るために、複数の工夫が施された熱回収器30を例示した。しかし、これら工夫は、全て組み合わせることは必須でない。仕様に応じて適切な工夫を選択して利用すればよい。各変形例の形態についても同様である。   In the embodiment, in order to obtain smooth fluidity of the hydraulic fluid and good heat exchange efficiency, the heat recovery device 30 provided with a plurality of devices has been exemplified. However, it is not essential to combine all of these devices. Appropriate devices can be selected and used according to the specifications. The same applies to the form of each modification.

1 自動車(車両)
2 エンジン(内燃機関)
4 キャビン(車室)
7 空調装置
9 排気管
12 アンダーフットキャタ
20 排熱回収機構
21 排熱回収通路
22 バイパス通路
23 切替バルブ
25 熱回収部(蒸発器)
30 熱回収器
31 熱交換室
32 気室
33 液室
34 ガスパイプ
36 液流出口
38 液流入口
40 ヒートパイプ装置
41 循環配管
50 熱交換流路
51 リブ
52 分岐流路
73 第2ヒータコア(凝縮器)
1 Automobile (vehicle)
2 Engine (Internal combustion engine)
4 cabin (cabin)
7 Air Conditioner 9 Exhaust Pipe 12 Underfoot Cater 20 Waste Heat Recovery Mechanism 21 Waste Heat Recovery Passage 22 Bypass Passage 23 Switching Valve 25 Heat Recovery Unit (Evaporator)
30 heat recovery device 31 heat exchange chamber 32 air chamber 33 liquid chamber 34 gas pipe 36 liquid outlet 38 liquid inlet 40 heat pipe device 41 circulation pipe 50 heat exchange passage 51 rib 52 branch passage 73 second heater core (condenser)

Claims (7)

車両に設置されて車室の暖房が可能なヒートパイプ装置であって、
前記車両は、
前記車両の動力を発生させる内燃機関と、
前記内燃機関で発生する排気ガスを排出する排気管と、
前記車室の内部に臨んで配置され、当該車室の内部に空気を吹き出す空調装置と、
を備え、
前記ヒートパイプ装置は、
前記空調装置に設置された凝縮器と、
前記排気管に設置された蒸発器と、
前記凝縮器及び前記蒸発器に接続されて作動液を循環させる循環配管と、
を備え、
前記蒸発器は、排気ガスの流れと交差するように配置された熱交換流路を有し、
前記熱交換流路を流れる前記作動液が、排気ガスと熱交換することによって気化し、
前記熱交換流路の下流側を流れる前記作動液の受熱量が、前記熱交換流路の上流側を流れる前記作動液の受熱量よりも少なくなるように構成されている、ヒートパイプ装置。
A heat pipe device installed in a vehicle and capable of heating a passenger compartment,
The vehicle is
An internal combustion engine for generating power of the vehicle;
An exhaust pipe for discharging exhaust gas generated in the internal combustion engine;
An air conditioner that is arranged facing the interior of the passenger compartment and blows out air into the passenger compartment.
With
The heat pipe device is
A condenser installed in the air conditioner;
An evaporator installed in the exhaust pipe;
A circulation pipe connected to the condenser and the evaporator to circulate the working fluid;
With
The evaporator has a heat exchange flow path arranged to intersect the flow of exhaust gas,
The hydraulic fluid flowing through the heat exchange channel is vaporized by exchanging heat with exhaust gas,
The heat pipe device is configured such that the amount of heat received by the hydraulic fluid flowing downstream of the heat exchange channel is smaller than the amount of heat received by the hydraulic fluid flowing upstream of the heat exchange channel.
請求項1に記載のヒートパイプ装置において、
前記作動液が接し得る前記熱交換流路の内壁面の表面積が、前記熱交換流路の上流側よりも下流側の方が小さく形成されている、ヒートパイプ装置。
In the heat pipe device according to claim 1,
The heat pipe device, wherein a surface area of an inner wall surface of the heat exchange channel with which the hydraulic fluid can contact is formed smaller on the downstream side than on the upstream side of the heat exchange channel.
請求項2に記載のヒートパイプ装置において、
前記熱交換流路は、前記作動液が流れる方向に延びるリブにより、複数の分岐流路に区画され、
前記熱交換流路の下流側に位置する前記分岐流路の幅が、前記熱交換流路の上流側に位置する前記分岐流路の幅よりも大きく形成されている、ヒートパイプ装置。
In the heat pipe device according to claim 2,
The heat exchange flow path is partitioned into a plurality of branch flow paths by ribs extending in a direction in which the hydraulic fluid flows,
The heat pipe device, wherein a width of the branch flow channel located on the downstream side of the heat exchange flow channel is formed larger than a width of the branch flow channel located on the upstream side of the heat exchange flow channel.
請求項3に記載のヒートパイプ装置において、
前記作動液が流れる方向に隣接している前記リブが、互い違いに配置されているヒートパイプ装置。
In the heat pipe device according to claim 3,
A heat pipe device in which the ribs adjacent to each other in a direction in which the hydraulic fluid flows are alternately arranged.
請求項3又は4に記載のヒートパイプ装置において、
排気ガスが流れる方向の上流側に位置する前記分岐流路の幅が、排気ガスが流れる方向の下流側に位置する前記分岐流路の幅よりも大きく形成されている、ヒートパイプ装置。
In the heat pipe device according to claim 3 or 4,
The heat pipe device, wherein a width of the branch flow path located upstream in the direction in which the exhaust gas flows is formed larger than a width of the branch flow path located downstream in the direction in which the exhaust gas flows.
請求項1〜5のいずれか1つに記載のヒートパイプ装置において、
前記熱交換流路の下流側の熱伝導率が、前記熱交換流路の上流側の熱伝導率よりも小さい、ヒートパイプ装置。
In the heat pipe device according to any one of claims 1 to 5,
The heat pipe device, wherein the heat conductivity on the downstream side of the heat exchange channel is smaller than the heat conductivity on the upstream side of the heat exchange channel.
請求項1〜6のいずれか1つに記載のヒートパイプ装置において、
前記蒸発器が、前記作動液が流れる方向に突き合わせて接合された複数のパーツで構成されている、ヒートパイプ装置。
In the heat pipe device according to any one of claims 1 to 6,
The heat pipe device, wherein the evaporator is composed of a plurality of parts joined in contact with each other in a direction in which the hydraulic fluid flows.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59124973U (en) * 1983-02-11 1984-08-22 株式会社デンソー Evaporator
JP2008195105A (en) * 2007-02-08 2008-08-28 Denso Corp Exhaust gas heat recovery system
JP2009222254A (en) * 2008-03-13 2009-10-01 Toyota Motor Corp Exhaust gas heat recovery unit
JP2013250040A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 Jfe Steel Corp Geothermal heat exchanger
US8839613B2 (en) * 2012-02-06 2014-09-23 Ford Global Technologies, Llc Heat system for an engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59124973U (en) * 1983-02-11 1984-08-22 株式会社デンソー Evaporator
JP2008195105A (en) * 2007-02-08 2008-08-28 Denso Corp Exhaust gas heat recovery system
JP2009222254A (en) * 2008-03-13 2009-10-01 Toyota Motor Corp Exhaust gas heat recovery unit
US8839613B2 (en) * 2012-02-06 2014-09-23 Ford Global Technologies, Llc Heat system for an engine
JP2013250040A (en) * 2012-06-04 2013-12-12 Jfe Steel Corp Geothermal heat exchanger

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