JP5838406B2 - 排気ガス熱回収装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示された排気ガス熱回収装置では、上記インナーパイプとアウターシェルとの間の迂回排気ガス通路に、インナーパイプを巻くようにしてコイル管が配置されており、このコイル管の内部空間が冷却水通路となっている。この構成によれば、冷却水の流路長を長くすることができ、排気ガス熱の回収効率(熱交換効率)を高めることができる。
上記インナーパイプの内部空間が主排気ガス通路として提供され、上記インナーパイプと上記インナーシェルとの間の空間が迂回排気ガス通路として提供され、上記主排気ガス通路の上流側又は下流側に配置された切替手段により、排気ガスが上記主排気ガス通路と迂回排気ガス通路のいずれかに選択的に流されるようになっており、
上記アウターシェルと上記インナーシェルとの間の空間が第1媒体通路として提供され、上記コイル管は上記迂回排気ガス通路内に配置されるとともに、その内部空間が第2媒体通路として提供され、
上記コイル管の少なくとも一端部が上記インナーシェルに固定され、この固定部において、上記第1媒体通路と上記第2媒体通路が連通していることを特徴とする。
他の態様では、上記アウターシェルには入口と出口が形成され、上記コイル管の一端部が上記インナーシェルに固定され、上記入口と出口の一方が上記第1媒体通路に連なり、上記入口と出口の他方に上記コイル管の他端部が接続され、これにより、上記第1媒体通路と上記第2媒体通路が直列をなして連通し、上記入口から流入した媒体が上記第1媒体通路、第2媒体通路の順に、または第2媒体通路、第1媒体通路の順に流れ、上記出口から流出する。
上記構成によれば、コイル管とインナーシェル,インナーパイプとの間の間隙を確保しながら、コイル管を変形させずにまたは最小限の変形でインナーシェルに固定できる。
この構成によれば、コイル管の端部のインナーシェルのボス部への固定および第1、第2媒体通路の連通を確実に行うことができる。
この構成によれば、コイル管の端部のインナーシェルのボス部への固定および第1、第2媒体通路の連通を確実に行うことができる。
この構成によれば、螺旋状の凸部により、迂回排気ガス通路での排気ガスの流れの一部を第2媒体通路に沿って螺旋状にすることができるため、排気ガス熱の回収効率をさらに高めることができる。
この構成によれば、螺旋状の凸部により、迂回排気ガス通路での排気ガスの流れの一部を第2媒体通路に沿って螺旋状にすることができるため、排気ガス熱の回収効率をさらに高めることができる。
この構成によれば、支持部材によりコイル管の振動を抑制することができるとともに、支持部材間に排気ガスを流すことができる。
本実施形態では、内側分岐路52aは外側分岐路52bより狭い(流通断面積が小さい)。
上記コイル管20の両端部のインナーシェル30への固定部のうち、上記出口46に近い方の固定部について、特に図2〜図4を参照しながら詳述する。
上記径方向、内方向に突出するボス部31,32により、コイル管20の巻き部分21を拡径することなく、コイル管30の両端部を固定でき、コイル管20の外周とインナーシェル30の内周との間に外側分岐路52bを確保することができる。
エンジンが暖まったら、弁体62を開き、排気ガスをインナーパイプ10の主排気ガス通路51に通すようにする。これにより、排気ガス熱回収は終了する。
入口側の固定部構造も同様である。
金属メッシュ90はコイル管20の内周全域に配置してもよい。
コイル管20の両端部の固定部構造は、第1、第2実施形態に制約されず種々の態様が可能である。例えば、コイル管20の一端部を第1実施形態の固定部構造とし、他端部を第2実施形態の固定部構造としてもよい。
上記アウターシェル40のシェル本体41には、上記入口45の近くに出口46が形成されている。この出口は、上記コイル管20の一端部のインナーシェル30への固定部に対して、軸方向、周方向に離れている。
なお、冷却水の流れは上記と逆であってもよい。
上記第1〜第3実施形態では、コイル管の各端部において、最も端の巻き部分がインナーシェルに固定され、この固定部で第1、第2媒体通路が連通したが、当該巻き部分に隣接する1つまたは複数の巻き部分でもインナーシェルに固定し、これら複数の固定部で第1、第2媒体通路を連通させてもよい。
上記実施形態では、排気ガス熱回収装置を、車両用エンジンを始動時に暖めるために用いたが、車両に設置された空調装置のヒータコアに熱を供給するために用いてもよいし、トランスミッションオイルを暖めるために用いてもよい。
さらに本発明は、車両用でないエンジンからの排気ガス熱を回収するために適用してもよい。
20 コイル管
21 巻き部分
25,26 連通穴
27 端部開口
30 インナーシェル
31,32,32A ボス部
35,36 連通穴
38 凸部
40 アウターシェル
45 入口
46 出口
51 主排気ガス通路
52 迂回排気ガス通路
52a 内側分岐路(間隙)
52b 外側分岐路(間隙)
60 切替手段
71 第1冷却水通路(第1媒体通路)
72 第2冷却水通路(第2媒体通路)
90 金属メッシュ(支持部材)
95 リブ(凸部)
Claims (8)
- 径方向内側から外側に向かって順に、インナーパイプとコイル管とインナーシェルとアウターシェルとが配置され、
上記インナーパイプの内部空間が主排気ガス通路として提供され、上記インナーパイプと上記インナーシェルとの間の空間が迂回排気ガス通路として提供され、上記主排気ガス通路の上流側又は下流側に配置された切替手段により、排気ガスが上記主排気ガス通路と迂回排気ガス通路のいずれかに選択的に流されるようになっており、
上記アウターシェルと上記インナーシェルとの間の空間が第1媒体通路として提供され、上記コイル管は上記迂回排気ガス通路内に配置されるとともに、その内部空間が第2媒体通路として提供され、
上記コイル管の少なくとも一端部が上記インナーシェルに固定され、この固定部において、上記第1媒体通路と上記第2媒体通路が連通し、
上記コイル管の内周と上記インナーパイプの外周との間およびコイル管の外周とインナ ーシェルの内周との間に、それぞれ間隙が形成され、少なくともいずれか一方の間隙が、 上記迂回排気ガス通路の少なくとも一部として提供され、
上記コイル管の外周と上記インナーシェルの内周との間の間隙が、上記迂回排ガス通路 の少なくとも一部として提供され、上記インナーシェルの内周には、上記コイル管の隣接 する巻き部分間に位置するとともに径方向内方向に突出する螺旋状の凸部が形成されていることを特徴とする排気ガス熱回収装置。 - 径方向内側から外側に向かって順に、インナーパイプとコイル管とインナーシェルとア ウターシェルとが配置され、
上記インナーパイプの内部空間が主排気ガス通路として提供され、上記インナーパイプ と上記インナーシェルとの間の空間が迂回排気ガス通路として提供され、上記主排気ガス 通路の上流側又は下流側に配置された切替手段により、排気ガスが上記主排気ガス通路と 迂回排気ガス通路のいずれかに選択的に流されるようになっており、
上記アウターシェルと上記インナーシェルとの間の空間が第1媒体通路として提供され 、上記コイル管は上記迂回排気ガス通路内に配置されるとともに、その内部空間が第2媒 体通路として提供され、
上記コイル管の少なくとも一端部が上記インナーシェルに固定され、この固定部におい て、上記第1媒体通路と上記第2媒体通路が連通し、
上記コイル管の内周と上記インナーパイプの外周との間およびコイル管の外周とインナ ーシェルの内周との間に、それぞれ間隙が形成され、少なくともいずれか一方の間隙が、 上記迂回排気ガス通路の少なくとも一部として提供され、
上記コイル管の内周と上記インナーパイプの外周との間の隙間が、上記迂回排ガス通路の少なくとも一部として提供され、上記インナーパイプの外周には、上記コイル管の隣接する巻き部分間に位置するとともに径方向外方向に突出する螺旋状の凸部が形成されていることを特徴とする排気ガス熱回収装置。 - 上記アウターシェルには入口と出口が形成され、上記コイル管の両端部が上記インナーシェルに固定され、これら固定部において、上記第1媒体通路と上記第2媒体通路が互いに並列をなして連通し、上記入口から流入した媒体が上記第1、第2媒体通路に分かれて流れ、上記出口から流出することを特徴とする請求項1又は2に記載の排気ガス熱回収装置。
- 上記アウターシェルには入口と出口が形成され、上記コイル管の一端部が上記インナーシェルに固定され、上記入口と出口の一方が上記第1媒体通路に連なり、上記入口と出口の他方に上記コイル管の他端部が接続され、これにより、上記第1媒体通路と上記第2媒体通路が直列をなして連通し、上記入口から流入した媒体が上記第1媒体通路、第2媒体通路の順に、または第2媒体通路、第1媒体通路の順に流れ、上記出口から流出することを特徴とする請求項1又は2に記載の排気ガス熱回収装置。
- 上記インナーシェルには、上記コイル管の少なくとも一方の端部に対応する箇所に径方向内方向に突出し外側が凹んだボス部が形成され、このボス部に上記コイル管の当該端部が固定されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の排気ガス熱回収装置。
- 上記ボス部に上記コイル管の端部の周壁が接するようにして固定され、上記ボス部に形成された連通穴と、コイル管の端部周壁に形成された連通穴を介して、上記第1媒体通路と第2媒体通路が連通していることを特徴とする請求項5に記載の排気ガス熱回収装置。
- 上記コイル管の端部が、上記ボス部を貫通した状態でボス部に固定され、このコイル管の端部開口が上記第1媒体通路に臨み、この端部開口を介して上記第1媒体通路と第2媒体通路が連通していることを特徴とする請求項5に記載の排気ガス熱回収装置。
- 上記インナーパイプの外周と上記コイル管の内周との間、または上記インナーシェルの内周と上記コイル管の外周との間に、クッション性、耐熱性を有するとともにインナーパイプの軸線方向に延びる細長い支持部材が、周方向に間隔をおいて複数介在されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の排気ガス熱回収装置。
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