JP4232399B2

JP4232399B2 - Waste heat recovery equipment for automobiles

Info

Publication number: JP4232399B2
Application number: JP2002195148A
Authority: JP
Inventors: 清仁村田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2022-07-03
Also published as: JP2004036499A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に搭載される内燃機関の排熱を回収する排熱回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載される内燃機関は、熱エネルギーの約３割が排気ガスの熱エネルギーとして捨てられているのが実状である。そこで、自動車の燃費、効率を向上させるためには、排気ガスのエネルギー（排熱）を回収することが有効と考えられる。定置式のコジェネレーションシステムなどにおいては、熱交換器を利用した排熱回収装置が広く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、自動車においては、エンジンルームのスペースが限られており、一般的な熱交換器を利用した排熱回収装置を配置することが困難である。また、排気系には排気浄化装置が設置されるが、排気浄化装置と排熱回収装置とも効率良く作動する排気温度の範囲が限定されるので、その配置関係、運転条件の設定が難しく、実用化が進んでいない。
【０００４】
そこで本発明は、小型化を可能とし、排気浄化と排熱回収の両方を効率よく行うことが可能な排熱回収装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る排熱回収装置は、内燃機関の排気系に配置される排熱回収装置であって、作動流体を封入した密封容器であるシリンダと、このシリンダ中に同軸に配置されて往復駆動するディスプレーサーピストン及びパワーピストンと、両ピストンに接続されるクランク軸と、クランク軸をロックするロック機構と、内燃機関の排気ガス流路中に配置され、内部を循環する熱媒体とこの排気ガスとの間で熱交換を行う熱交換器と、クランク軸と反対側のシリンダ筒壁に配置され、熱交換器との間で熱媒体を循環させ、作動流体を加熱するリジェネレータと、リジェネレータよりクランク軸側のシリンダ筒壁に配置され、内部を循環する冷却水により作動流体を冷却するクーラーとを有するスターリングエンジンを備え、この熱交換器の排気ガスと接触する側に排気浄化触媒を配置し、触媒温度が低い場合に前記ロック機構を作動させて前記クランク軸をロックして、前記スターリングエンジンの作動を停止させるものである。
【０００６】
スターリングエンジンを用いることで、排気系に配置することで排熱を回収することが可能である。そして、スターリングエンジンの熱交換部に排気浄化触媒を配置して、排熱回収装置と排気浄化装置を一体化することにより、両者を別々に設ける場合に比べて全体をコンパクトな構成とすることができる。スターリングエンジンの性能は熱交換面積の大小に左右されるが、排気浄化触媒が一体化されていることでこの部分の大きさを確保しつつ、装置全体をコンパクトにすることが可能となる。また、触媒の温度制御が容易になる。
【０００７】
この熱交換部は、排気通路が折り返し構造とされていることが好ましい。これにより、排気との熱交換面積を確保することができる。
【０００８】
また、熱交換部は、排気との熱交換面積を増大させるフィンを備えているとよい。あるいは、この熱交換部は、多孔質体によって形成されていることが好ましい。このようにすると、排気との熱交換面積をより増大させることが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は本発明に係る自動車用排熱回収装置の第１の実施形態を示す概略構成図であり、図２は、そのII−II線断面図である。この排熱回収装置１００は、図示していないエンジンの排気ポートに接続されるものであって、スターリングエンジンシステムを構成している。
【００１１】
具体的には、密封容器であるシリンダ１０内には、往復駆動するディスプレーサーピストン１１とパワーピストン１２が同軸で配置されており、それぞれコンロッド１３、１４を介してクランク軸１５に接続されている。密封容器内には作動流体として高圧のヘリウムガスが貯留されている。クランク軸１５は発電機２に接続されている。シリンダ１０の筒壁のクランク軸１５と反対の側にはリジェネレータ３がリジェネレータ３よりクランク軸１５よりにはクーラー４が配置され、クーラー４には外部から冷却水が供給されている。排ガス流路６中には、熱交換器５が配置されており、この熱交換器は内部に熱媒体を流動させるパイプ５０とパイプ５０と一体化されたフィン５１で構成されており（図２参照）、パイプ５０はリジェネレータ３に接続され、熱媒体を循環させる構成となっている。そして、フィン５１には排気浄化用の三元触媒が塗布されている。
【００１２】
次に、この排熱回収装置の動作を説明する。触媒温度が低い、つまり、フィン５１の表面温度が低い場合には、クランク軸１５をロックしてスターリングシステムの作動を停止させる。これにより、フィン５１表面に塗布された触媒の昇温を促す。
【００１３】
触媒温度が高い場合には、触媒温度を低下させるため、クランク軸１５のロックを解除して、スターリングシステムを作動させる。ディスプレーサーピストン１１とシリンダ１０の筒壁との間には隙間があり、ディスプレーサーピストン１１がシリンダ１０内で図中左側に位置している際には、シリンダ１０内のヘリウムガスはリジェネレータ３によって加熱されて膨張し、パワーピストン１２をシリンダ１０内で図の左方向に移動させる。一方、ディスプレーサーピストン１１が図１に示すようにシリンダ１０内で右側に位置している際には、シリンダ１０内のヘリウムガスはクーラー４によって冷却されて収縮し、パワーピストン１２をシリンダ１０内で図の右方向に移動させる。パワーピストン１２の往復運動はコンロッド１４を介してクランク軸１５に伝えられ、発電機２を回転させて電気エネルギーが得られる。クランク軸１５の回転はまた、コンロッド１３を介してディスプレーサーピストン１１に伝えられ、これを往復駆動させる。このようにして排気の熱エネルギーを利用して発電を行うことで熱エネルギーの回収が図れる。また、触媒を熱交換器として利用することで、触媒の過熱を抑制することができ、エミッションの劣化を抑制できる。また、高速運転時等の高負荷時の触媒過熱防止策として、従来排気温度を下げるために行われてきた燃料リッチ制御が不要となるため、高速燃費が向上する効果も得られる。
【００１４】
また、排気浄化装置（三元触媒）と排熱回収装置とが一体化されているため、装置全体のコンパクト化が図れ、エンジンの排気ポートに近接して配置することができるので、排気浄化性能、排熱回収効率の両者を向上させることができる。
【００１５】
（第２の実施形態）
図３は、本発明に係る自動車用排熱回収装置の第２の実施形態を示す概略構成図であり、図４がそのIV−IV線断面図、図５がＶ−Ｖ線断面図である。この第２実施形態においては、２気筒のスターリングエンジンがエンジンの排気ポートに近接して配置されている。このようにスターリングエンジンを多気筒化しても、排気浄化装置と排熱回収装置を一体化させてコンパクト化しているため、エンジンに近接して配置することが可能となり、搭載性が向上する。そして、エンジン１の排気ポートに近接して配置することで、運転初期における触媒の昇温性を向上させることができる。一方、排気ポートに近接して触媒を配置すると、高負荷時に高温の排ガスが流入するが、本実施形態では第１の実施形態と同様に、スターリングエンジンの駆動により、触媒の冷却が可能であるため、従来のような触媒過熱を心配する必要がない。
【００１６】
（第３の実施形態）
図６は、本発明に係る自動車用排熱回収装置の第３の実施形態を示す概略構成図である。この実施形態は、基本的には第１の実施形態と同一であり、熱交換器５の構造のみが第１の実施形態と異なっている。具体的には、この実施形態では、熱交換器５はＳｉＣ等によって形成された多孔質性の内側円筒５２とこの内側円筒の一端と外側を包み込む外側円筒５３を有し、パイプ５０がこの円筒５２、５３内に配置されている。
【００１７】
このような構成とすることで、第１の実施形態では、フィン５１のフィン方向に沿って流動していた排ガスは、この第３の実施形態では、熱交換器５の内側円筒部５２に導入されて軸方向に流れた後、外側円筒部５３に導入され、軸方向に逆方向に流動して排出される。つまり、触媒の表面積を大きくし、熱交換面積を増大させ、かつ、排ガス流路を折り返し構造とすることで、熱交換器内の排ガス流路を長くとることができるため、熱交換効率が増大し、回収エネルギー量を増大させることができるとともに、触媒冷却能力が向上する。その結果、熱交換器をコンパクト化することができる。
【００１８】
（第４の実施形態）
図７は、本発明に係る自動車用排熱回収装置の第４の実施形態を示す概略構成図であり、図８がそのVIII−VIII線断面図である。この実施形態も基本的には第１の実施形態と同一であり、熱交換器５の構造のみが第１〜第３の実施形態と異なっている。具体的には、この実施形態では、熱交換器５のフィン５４がパイプ５１および排ガス流動方向に直交して配置される金属プレートからなり、このプレート５４には排ガスが導通するための多数の空孔５４ａが配置されている点が相違する。そして、このプレート５４表面に三元触媒が担持されている。
【００１９】
この実施形態においても第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００２０】
（第５の実施形態）
図９は、本発明に係る自動車用排熱回収装置の第５の実施形態を示す概略構成図であり、図１０はその熱交換部をＸ方向からみた図である。この実施形態も基本的には第１の実施形態と同一であり、熱交換器５の構造のみが第１〜第４の実施形態と異なっている。具体的には、この実施形態では、熱交換器５はパイプ５０を多層化した多層パイプ群から構成されている。そして、各パイプ５０をらせん状に形成することで、パイプ５０の密集配置を可能としている。このパイプ５０の表面に三元触媒を塗布、蒸着等により配置することで、触媒の温度管理がさらに容易になる利点もある。そして、フィン等が存在しないので、熱交換器５をそれだけ小型化することができ、装置全体のコンパクト化が図れる。
【００２１】
以上の説明では、スターリングエンジン部分の構成をほぼ同一としたが、スターリングエンジン部分については各種の構成を採用することができる。いずれの場合でも熱源として排気ガスを用い、排気との熱交換部に三元触媒、その他の排気浄化触媒を配置する点は共通させる必要がある。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、熱交換部に排気浄化触媒を配置したスターリングエンジンシステムを排気系に配置するので、排気浄化装置と排熱回収装置を一体化してコンパクト化が図れる。また、スターリングエンジンシステムの作動により排気浄化触媒を冷却できるため、従来のようにエンジンの排気温度を低下させるための燃料リッチ制御が不要となり、燃費向上が図れる。さらに、排気浄化触媒をエンジンの排気ポートに近接して配置することができるので、搭載性が向上し、また、熱回収効率を向上させることができ、触媒の昇温性能も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動車用排熱回収装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本発明に係る自動車用排熱回収装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明に係る自動車用排熱回収装置の第３の実施形態を示す概略構成図である。
【図７】本発明に係る自動車用排熱回収装置の第４の実施形態を示す概略構成図である。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】本発明に係る自動車用排熱回収装置の第５の実施形態を示す概略構成図である。
【図１０】図９の熱交換部をＸ方向からみた図である。
【符号の説明】
２…発電機、３…リジェネレータ、４…クーラー、５…熱交換器、６…排ガス流路、１０…シリンダ、１１…ディスプレーサーピストン、１２…パワーピストン、１３、１４…コンロッド、１５…クランク軸、５０…パイプ、５１、５４…フィン、５２…内側円筒、５３…外側円筒、１００…排熱回収装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust heat recovery device that recovers exhaust heat of an internal combustion engine mounted on an automobile.
[0002]
[Prior art]
In actuality, an internal combustion engine mounted on an automobile has about 30% of the heat energy discarded as the heat energy of the exhaust gas. Therefore, it is considered effective to recover the energy (exhaust heat) of the exhaust gas in order to improve the fuel consumption and efficiency of the automobile. In stationary cogeneration systems and the like, exhaust heat recovery devices using heat exchangers are widely used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in an automobile, the space in the engine room is limited, and it is difficult to arrange an exhaust heat recovery device using a general heat exchanger. In addition, although an exhaust purification device is installed in the exhaust system, the range of exhaust temperatures at which both the exhaust purification device and the exhaust heat recovery device operate efficiently is limited. It is not progressing.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust heat recovery device that can be downsized and can efficiently perform both exhaust purification and exhaust heat recovery.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an exhaust heat recovery apparatus according to the present invention is an exhaust heat recovery apparatus disposed in an exhaust system of an internal combustion engine, and includes a cylinder that is a sealed container enclosing a working fluid, Displacer piston and power piston that are arranged coaxially and reciprocally drive, a crankshaft connected to both pistons, a lock mechanism that locks the crankshaft, and an exhaust gas flow path of the internal combustion engine that circulates inside The heat exchanger that exchanges heat between this heat medium and the exhaust gas, and the cylinder cylinder wall on the opposite side of the crankshaft, circulates the heat medium between the heat exchanger and heats the working fluid Bei a regenerator is arranged in the cylinder barrel wall of the crank shaft side of the regenerator, a Stirling engine and a cooler for cooling the working fluid by the cooling water circulating inside the , That this on the side in contact with the exhaust gas heat exchanger is arranged an exhaust purification catalyst, and locking said crankshaft to actuate said locking mechanism when the catalyst temperature is low, stops the operation of the Stirling engine It is.
[0006]
By using a Stirling engine, it is possible to recover exhaust heat by arranging it in the exhaust system. Then, by arranging an exhaust purification catalyst in the heat exchange part of the Stirling engine and integrating the exhaust heat recovery device and the exhaust purification device, the overall configuration can be made compact compared to the case where both are provided separately. it can. The performance of the Stirling engine depends on the size of the heat exchange area. However, since the exhaust purification catalyst is integrated, it is possible to make the entire apparatus compact while ensuring the size of this portion. Further, the temperature control of the catalyst becomes easy.
[0007]
It is preferable that the heat exchange portion has an exhaust passage having a folded structure. Thereby, the heat exchange area with exhaust can be secured.
[0008]
Moreover, the heat exchange part is good to provide the fin which increases the heat exchange area with exhaust_gas | exhaustion. Or it is preferable that this heat exchange part is formed of the porous body. In this way, the heat exchange area with the exhaust can be further increased.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the drawings as much as possible, and duplicate descriptions are omitted.
[0010]
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of an automobile exhaust heat recovery apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II. The exhaust heat recovery device 100 is connected to an exhaust port of an engine (not shown) and constitutes a Stirling engine system.
[0011]
Specifically, a displacer piston 11 and a power piston 12 that are driven in a reciprocating manner are coaxially arranged in a cylinder 10 that is a sealed container, and are connected to a crankshaft 15 via connecting rods 13 and 14, respectively. . A high pressure helium gas is stored as a working fluid in the sealed container. The crankshaft 15 is connected to the generator 2. The regenerator 3 is disposed on the opposite side of the cylinder wall of the cylinder 10 from the crankshaft 15, and the cooler 4 is disposed from the regenerator 3 to the crankshaft 15. Cooling water is supplied to the cooler 4 from the outside. A heat exchanger 5 is arranged in the exhaust gas flow path 6, and this heat exchanger is composed of a pipe 50 for flowing a heat medium therein and fins 51 integrated with the pipe 50 (FIG. 2). The pipe 50 is connected to the regenerator 3 to circulate the heat medium. The fin 51 is coated with a three-way catalyst for exhaust gas purification.
[0012]
Next, the operation of the exhaust heat recovery apparatus will be described. When the catalyst temperature is low, that is, when the surface temperature of the fins 51 is low, the crankshaft 15 is locked to stop the operation of the Stirling system. Thereby, the temperature increase of the catalyst applied to the surface of the fin 51 is promoted.
[0013]
When the catalyst temperature is high, the crankshaft 15 is unlocked and the Stirling system is operated to lower the catalyst temperature. There is a gap between the displacer piston 11 and the cylinder wall of the cylinder 10, and when the displacer piston 11 is positioned on the left side in the figure in the figure, the helium gas in the cylinder 10 is regenerator 3. The power piston 12 is expanded by being heated in the cylinder 10 in the left direction in the figure. On the other hand, when the displacer piston 11 is positioned on the right side in the cylinder 10 as shown in FIG. 1, the helium gas in the cylinder 10 is cooled by the cooler 4 and contracts, and the power piston 12 is moved into the cylinder 10. To move to the right in the figure. The reciprocating motion of the power piston 12 is transmitted to the crankshaft 15 through the connecting rod 14, and the generator 2 is rotated to obtain electric energy. The rotation of the crankshaft 15 is also transmitted to the displacer piston 11 via the connecting rod 13 to drive it back and forth. In this way, heat energy can be recovered by generating power using the heat energy of the exhaust. Further, by using the catalyst as a heat exchanger, it is possible to suppress overheating of the catalyst and to suppress emission deterioration. In addition, as a measure for preventing catalyst overheating at high loads such as during high-speed operation, the fuel-rich control that has conventionally been performed to lower the exhaust gas temperature is not necessary, so that the effect of improving high-speed fuel efficiency can be obtained.
[0014]
In addition, since the exhaust purification device (three-way catalyst) and the exhaust heat recovery device are integrated, the entire device can be made compact and can be placed close to the exhaust port of the engine. Both of the exhaust heat recovery efficiency can be improved.
[0015]
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the exhaust heat recovery apparatus for automobile according to the present invention, FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV, and FIG. 5 is a sectional view taken along line VV. . In the second embodiment, a two-cylinder Stirling engine is disposed close to the exhaust port of the engine. Even if the Stirling engine is made multi-cylinder in this way, the exhaust purification device and the exhaust heat recovery device are integrated and made compact, so that they can be arranged close to the engine, and the mountability is improved. Further, by disposing the engine 1 close to the exhaust port of the engine 1, it is possible to improve the temperature rise performance of the catalyst in the initial operation. On the other hand, when the catalyst is arranged close to the exhaust port, high-temperature exhaust gas flows at the time of high load, but in this embodiment, the catalyst can be cooled by driving the Stirling engine as in the first embodiment. Therefore, there is no need to worry about catalyst overheating as in the prior art.
[0016]
(Third embodiment)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of the automobile exhaust heat recovery device according to the present invention. This embodiment is basically the same as the first embodiment, and only the structure of the heat exchanger 5 is different from the first embodiment. Specifically, in this embodiment, the heat exchanger 5 has a porous inner cylinder 52 formed of SiC or the like, and an outer cylinder 53 that wraps one end and the outside of the inner cylinder, and the pipe 50 is the cylinder. 52, 53.
[0017]
With such a configuration, in the first embodiment, the exhaust gas flowing along the fin direction of the fin 51 is introduced into the inner cylindrical portion 52 of the heat exchanger 5 in the third embodiment. Then, after flowing in the axial direction, it is introduced into the outer cylindrical portion 53, flows in the opposite direction to the axial direction, and is discharged. In other words, by increasing the surface area of the catalyst, increasing the heat exchange area, and making the exhaust gas flow path folded, the exhaust gas flow path in the heat exchanger can be made longer, increasing the heat exchange efficiency. In addition, the amount of recovered energy can be increased and the catalyst cooling capacity is improved. As a result, the heat exchanger can be made compact.
[0018]
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a fourth embodiment of the exhaust heat recovery apparatus for automobile according to the present invention, and FIG. 8 is a sectional view taken along the line VIII-VIII. This embodiment is also basically the same as the first embodiment, and only the structure of the heat exchanger 5 is different from the first to third embodiments. Specifically, in this embodiment, the fins 54 of the heat exchanger 5 are composed of the pipe 51 and a metal plate arranged orthogonal to the exhaust gas flow direction, and the plate 54 has a large number of empty spaces for conducting exhaust gas. The difference is that the holes 54a are arranged. A three-way catalyst is supported on the surface of the plate 54.
[0019]
Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.
[0020]
(Fifth embodiment)
FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating a fifth embodiment of the exhaust heat recovery apparatus for automobile according to the present invention, and FIG. 10 is a diagram of the heat exchange portion viewed from the X direction. This embodiment is also basically the same as the first embodiment, and only the structure of the heat exchanger 5 is different from the first to fourth embodiments. Specifically, in this embodiment, the heat exchanger 5 is composed of a multilayer pipe group in which the pipes 50 are multilayered. The pipes 50 are formed in a spiral shape, so that the pipes 50 can be densely arranged. By arranging the three-way catalyst on the surface of the pipe 50 by coating, vapor deposition, or the like, there is an advantage that the temperature control of the catalyst is further facilitated. And since fins etc. do not exist, the heat exchanger 5 can be reduced in size so that the whole apparatus can be made compact.
[0021]
In the above description, the configuration of the Stirling engine portion is substantially the same, but various configurations can be adopted for the Stirling engine portion. In any case, it is necessary to use a common point that exhaust gas is used as a heat source, and a three-way catalyst and other exhaust purification catalysts are arranged in a heat exchanging portion with the exhaust.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the Stirling engine system in which the exhaust purification catalyst is disposed in the heat exchanging portion is disposed in the exhaust system, the exhaust purification device and the exhaust heat recovery device can be integrated and downsized. Further, since the exhaust purification catalyst can be cooled by the operation of the Stirling engine system, the conventional fuel rich control for reducing the exhaust temperature of the engine is not required, and the fuel efficiency can be improved. Further, since the exhaust purification catalyst can be disposed close to the exhaust port of the engine, the mountability is improved, the heat recovery efficiency can be improved, and the temperature raising performance of the catalyst is also improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of an automobile exhaust heat recovery device according to the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the exhaust heat recovery apparatus for automobile according to the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a third embodiment of an automobile exhaust heat recovery device according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a fourth embodiment of an automobile exhaust heat recovery device according to the present invention.
8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a fifth embodiment of the automobile exhaust heat recovery device according to the present invention.
10 is a view of the heat exchange unit of FIG. 9 as viewed from the X direction.
[Explanation of symbols]
2 ... Generator, 3 ... Regenerator, 4 ... Cooler, 5 ... Heat exchanger, 6 ... Exhaust gas passage, 10 ... Cylinder, 11 ... Displacer piston, 12 ... Power piston, 13, 14 ... Connecting rod, 15 ... Crank Shaft, 50 ... pipe, 51, 54 ... fin, 52 ... inner cylinder, 53 ... outer cylinder, 100 ... exhaust heat recovery device.

Claims

An exhaust heat recovery device disposed in an exhaust system of an internal combustion engine mounted on an automobile,
A cylinder that is a sealed container enclosing a working fluid, a displacer piston and a power piston that are coaxially disposed in the cylinder and reciprocally drive, a crankshaft connected to both pistons, and a lock mechanism that locks the crankshaft A heat exchanger that is arranged in the exhaust gas flow path of the internal combustion engine and exchanges heat between the heat medium circulating inside and the exhaust gas, and the cylinder cylinder wall opposite to the crankshaft A regenerator that circulates the heat medium between the heat exchanger and heats the working fluid, and a cooling that is disposed on the cylinder cylinder wall on the crankshaft side from the regenerator and circulates inside the regenerator. comprising a Stirling engine having a cooler for cooling the working fluid with water, an exhaust gas purifying catalyst was disposed on the side in contact with the exhaust gas of the heat exchanger, And locking said crankshaft to actuate said locking mechanism when medium temperature is low, the exhaust heat recovery apparatus for a motor vehicle for stopping the operation of the Stirling engine.

The exhaust heat recovery apparatus for an automobile according to claim 1, wherein the heat exchange section has a folded exhaust passage.

The exhaust heat recovery apparatus for an automobile according to claim 1, wherein the heat exchange unit includes fins that increase a heat exchange area with the exhaust.

The exhaust heat recovery apparatus for an automobile according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat exchange part is formed of a porous body.