JP6002099B2 - Heat exchange device - Google Patents
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Description
本発明は、サーモアクチュエータが搭載された熱交換デバイスに関する。 The present invention relates to a heat exchange device equipped with a thermoactuator.
サーモアクチュエータは、温度変化に基づいてロッドを前進又は後退させる駆動部品である。即ち、媒体の温度が高い場合に、ロッドが前進する。媒体の温度が低くなると、内蔵されるリターンばねの付勢力によって、ロッドは後退させられる。このようなサーモアクチュエータが搭載される装置として、熱交換デバイスが挙げられる。 The thermoactuator is a drive component that moves the rod forward or backward based on a temperature change. That is, the rod advances when the temperature of the medium is high. When the temperature of the medium is lowered, the rod is retracted by the biasing force of the built-in return spring. An apparatus on which such a thermoactuator is mounted includes a heat exchange device.
熱交換デバイスとしての排熱回収装置は、排気ガスの熱を回収する熱回収路と、この熱回収路を迂回するバイパス路とを有している。排気ガスの流路は、排熱回収装置内に設けられているバルブによって切り替えられる。このバルブには、サーモアクチュエータが接続されており、サーモアクチュエータが作動することによってバルブが作動する。サーモアクチュエータは、熱回収路中に配置されている熱交換器に接続されており、熱交換器内を流れる媒体の温度によって作動する(例えば、特許文献1(図1、図2)参照。) The exhaust heat recovery device as a heat exchange device has a heat recovery path for recovering the heat of exhaust gas and a bypass path that bypasses the heat recovery path. The flow path of the exhaust gas is switched by a valve provided in the exhaust heat recovery device. A thermo actuator is connected to the valve, and the valve is operated when the thermo actuator is activated. The thermoactuator is connected to a heat exchanger arranged in the heat recovery path, and operates according to the temperature of the medium flowing in the heat exchanger (see, for example, Patent Document 1 (FIGS. 1 and 2)).
図13に示されるように、サーモアクチュエータ200は、ケース201と、このケース201の一端に取付けられ媒体の温度を感知する感温部210と、この感温部210のスリーブ212内に収納され感温部210が感知した温度によって前進するアクチュエータロッド203と、このアクチュエータロッド203の先端に設けられアクチュエータロッド203と共に図面左右に移動するロッド204と、このロッド204の先端の外周に設けられロッド204をガイドする軸受205と、ロッド204を後退する方向(図面左方向)に付勢しているリターンばね206とからなる。
As shown in FIG. 13, the
感温部210内には、ワックス211が収納されている。媒体の温度が高いことにより、ワックス211の温度が高くなると、ワックス211が膨張する。このワックス211の膨張する力によって、スリーブ212が押し潰され、アクチュエータロッド203が前進する。
Wax 211 is stored in the
一方、媒体の温度が低いことにより、ワックス211の温度が低くなると、ワックス211が収縮する。この場合は、リターンばね206の力によって、ロッド204及びアクチュエータロッド203が後退させられる。
On the other hand, when the temperature of the
ロッド204は、軸受205でガイドされつつ前進及び後退を繰り返す。前進及び後退を高頻度で繰り返すと、静側の軸受205と移動側のロッド204との間において僅かではあるが摩耗が発生する。スリーブ212とアクチュエータロッド203についても同様である。この摩耗量が一定量に達すると軸受205やスリーブ212を交換する必要がある。
The
しかし、サーモアクチュエータ200の長寿命化が望まれる中、軸受205やスリーブ212の交換頻度を抑えること、即ち、長寿命化が求められる。
However, while it is desired to extend the lifetime of the
本発明は、長期間使用することのできるサーモアクチュエータを提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a thermoactuator that can be used for a long period of time.
請求項1に係る発明は、主に図1乃至図6に示されるように、排気ガスが導入され、導入された前記排気ガスを2つの流路に分岐する分岐部(12)と、
この分岐部(12)から延びている第1流路(13)と、
前記分岐部(12)から前記第1流路(13)に沿うようにして延びている第2流路(14)と、
この第2流路(14)に取付けられ、前記排気ガスの熱からエネルギを回収する熱交換器(15)と、
前記第1流路(13)又は前記第2流路(14)を開閉可能に設けられ、サーモアクチュエータ(40B)によって作動されるバルブ(28)とからなり、
前記サーモアクチュエータ(40B)は、筒状のケース(50)と、このケース(50)の一端に取付けられ媒体の温度を感知する感温部(60)と、この感温部(60)内のスリーブ(65)に収納され前記感温部(60)が感知した温度によって前進するピストン(43)と、このピストン(43)の先端に配置され前記ピストン(43)が前進することによって前進するロッド(70)と、前記ケース(50)内に収納され前記ロッド(70)を後退する方向に付勢しているリターンばね(46)とからなり、
前記ケース(50)内には、前記ロッド(70)の前進限を規定するストッパ(48a)が形成され、
前記ロッド(70)の前進限が規定されることにより、前記バルブ(28)の開度が規定されている熱交換デバイスであって、
前記ロッド(70)は、前記ピストン(43)の先端が当接しているロッド基部(71)と、このロッド基部(71)に一体的に形成されているロッド本体部(72)とからなり、
前記ロッド基部(71)の径が前記ロッド本体部(72)の径よりも大きく形成されていることにより、前記ロッド基部(71)には、前記ロッド本体部(72)に向かって段差部(71a)が形成され、
前記ロッド本体部(72)の外周面に沿って軸受(80)が配置され、
前記リターンばね(46)の径方向への変位を規制するガイド部材(48B)が、前記ケース(50)の他端から一端に向かって、前記リターンばね(46)の内周に沿って延び、
前記ガイド部材(48B)と、前記段差部(71a)とは、周方向において重なっており、
前記ストッパは、前記ガイド部材(48B)の端部(48a)によって形成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 1 is mainly as shown in FIGS. 1 to 6 , wherein a branch portion (12) into which exhaust gas is introduced and branches the introduced exhaust gas into two flow paths,
A first flow path (13) extending from the branch (12);
A second flow path (14) extending from the branch portion (12) along the first flow path (13);
A heat exchanger (15) attached to the second flow path (14) for recovering energy from the heat of the exhaust gas;
The first flow path (13) or openably provided the second flow path (14), Ri Do from the valve (28) actuated by the thermo actuator (4 0 B),
The thermo-actuator (4 0 B) comprises a cylindrical casing (5 0), this case (5 0) temperature sensing unit for sensing the temperature of the medium attached to one end of (60), the temperature sensitive portion ( The piston (43) which is housed in the sleeve (65) in the interior 60) and moves forward by the temperature sensed by the temperature sensing part (60), and the piston (43) which is disposed at the tip of the piston (43) moves forward. from the rod (7 0) to advance, said the case (5 0) housed in the rod (7 0) return spring (46) which is biased in a direction to retract the by,
The said case (5 0) in a stopper for defining the forward limit of the rod (7 0) (48 a) is formed,
A heat exchange device in which an opening degree of the valve (28) is defined by defining a forward limit of the rod (70 ) ,
The rod (70) comprises a rod base (71) with which the tip of the piston (43) is in contact, and a rod body (72) formed integrally with the rod base (71).
Since the diameter of the rod base part (71) is formed larger than the diameter of the rod body part (72), the rod base part (71) has a step part (to the rod body part (72)). 71a) is formed,
A bearing (80) is disposed along the outer peripheral surface of the rod body (72),
A guide member (48B) that regulates the radial displacement of the return spring (46) extends from the other end of the case (50) toward the one end along the inner periphery of the return spring (46),
The guide member (48B) and the stepped portion (71a) overlap in the circumferential direction,
The stopper is formed by an end portion (48a) of the guide member (48B) .
請求項2に係る発明は、前記ガイド部材(48B)の端部(48a)は、前記ロッド(70)の中心軸(CL)に向かって延びていることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is characterized in that an end (48a) of the guide member (48B) extends toward a central axis (CL) of the rod (70) .
請求項3に係る発明は、前記軸受(80)と、前記段差部(71a)とは、周方向において重なっており、
前記軸受(80)は、前記ガイド部材(48B)の端部(48a)と略同じ位置まで延びていることを特徴とする。
In the invention according to claim 3, the bearing (80) and the stepped portion (71a) overlap in the circumferential direction,
The bearing (80) extends to substantially the same position as the end (48a) of the guide member (48B) .
請求項4に係る発明は、前記ケース(50)は、円筒状のケース基部(51)と、このケース基部(51)の先端から前記中心軸(CL)に向かって縮径するケース段差部(52)と、を有し、
前記軸受(80)は、前記ロッド本体部(72)が内周面に摺接する筒状の筒部(81)と、この筒部(81)から外周に向かって延び前記ケース段差部(52)に当接している抜止め部(82)と、を有し、
前記抜止め部(82)は、前記ケース段差部(52)に接触し
前記ガイド部材(48B)は、前記抜止め部(82)に沿って形成されている部分を含むことを特徴とする。
In the invention according to claim 4, the case (50) includes a cylindrical case base (51) and a case step portion (diameter stepped from the tip of the case base (51) toward the central axis (CL). 52)
The bearing (80) includes a cylindrical tube portion (81) in which the rod body portion (72) is in sliding contact with an inner peripheral surface, and the case step portion (52) extending from the tube portion (81) toward the outer periphery. A retaining portion (82) in contact with the
The retaining portion (82) is in contact with the case step portion (52).
The guide member (48B) includes a portion formed along the retaining portion (82) .
請求項1に係る発明では、ケース内には、ロッドの前進限を規定するストッパが形成されている。前進したロッドが所定の位置まで到達すると、ロッドは、ストッパに当接する。当接することにより、ロッドはさらに前進することが妨げられる。これにより、必要以上にロッドが前進することを防止することができる。不要な移動を防止することにより、ロッドが軸受に接触すること及びピストンがスリーブに接触することによる軸受及びスリーブの摩耗を抑制することができる。摩耗を抑制することにより、サーモアクチュエータの長寿命化を図ることができる。 In the invention according to claim 1, a stopper that defines the forward limit of the rod is formed in the case. When the advanced rod reaches a predetermined position, the rod contacts the stopper. The abutment prevents the rod from advancing further. Thereby, it is possible to prevent the rod from moving forward more than necessary. By preventing unnecessary movement, it is possible to suppress wear of the bearing and the sleeve due to the rod contacting the bearing and the piston contacting the sleeve. By suppressing the wear, the life of the thermoactuator can be extended.
加えて、サーモアクチュエータがストッパを有しない場合には、ロッドが所定の量を超えて前進することがある。この場合、サーモアクチュエータによって作動するバルブも所定の量を超えて作動する。このため、サーモアクチュエータがストッパを有しない場合には、バルブを収納するバルブ室は、ロッドの過移動分を見込み大きめに設定する必要がある。 In addition, if the thermoactuator does not have a stopper, the rod may advance beyond a predetermined amount. In this case, the valve operated by the thermoactuator also operates beyond a predetermined amount. For this reason, when the thermoactuator does not have a stopper, the valve chamber in which the valve is accommodated needs to be set to have a larger amount of excessive movement of the rod.
この点、本発明によるサーモアクチュエータは、過移動が防止されている。このため、バルブ室を大きめに設定する必要がなく、熱交換デバイスを小型化することができる。 In this respect, the thermoactuator according to the present invention is prevented from excessive movement. For this reason, it is not necessary to set the valve chamber larger, and the heat exchange device can be miniaturized.
加えて、請求項1に係る発明では、ロッドには段差部が形成されていると共に、ガイド部材の端部によってストッパが形成されている。ロッドが前進した際に、段差部がガイド部材の端部に接触することにより、ロッドの前進が規制される。ガイド部材の端部をロッドのストッパとして利用するため、部品点数を増加することなくロッドの前進限を規定することができる。
In addition, in the invention according to claim 1 , the step is formed on the rod, and the stopper is formed by the end of the guide member. When the rod moves forward, the stepped portion comes into contact with the end portion of the guide member, thereby restricting the rod from moving forward. Since the end portion of the guide member is used as a stopper for the rod, the advance limit of the rod can be defined without increasing the number of parts.
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、前後とはロッドの進退方向を基準として前後を指す。即ち、「前」とはロッドの進出方向、「後」とはロッドの後退方向をいう。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description, front and rear refer to the front and rear with reference to the forward / backward direction of the rod. That is, “front” refers to the advancing direction of the rod, and “rear” refers to the retracting direction of the rod.
実施例1によるサーモアクチュエータが熱交換デバイスとしての排熱回収装置に搭載された例を、図面に基づいて説明する。 An example in which the thermoactuator according to Embodiment 1 is mounted on an exhaust heat recovery apparatus as a heat exchange device will be described with reference to the drawings.
図1に示されるように、排熱回収装置10(熱交換デバイス10)は、内燃機関において発生した排気ガス(第1熱媒体)が導入される導入口11と、この導入口11に接続されている分岐部12と、この分岐部12に接続され導入口11の下流に延びている第1流路13と、この第1流路13に沿って分岐部12から延びている第2流路14と、この第2流路14の一部を形成し排気ガスの熱を媒体(第2熱媒体)に伝える熱交換器15と、この熱交換器15に接続されているサーモアクチュエータ40と、第1及び第2流路13,14の下流端が接続されているバルブ室17と、このバルブ室17に接続され排気ガスを排出する排出口18とからなる。バルブ室17は、第1又は第2流路13,14内を通過した排気ガスが合流する合流部を兼ねている。
As shown in FIG. 1, the exhaust heat recovery apparatus 10 (heat exchange device 10) is connected to an
バルブ室17には、バルブが収納されている。サーモアクチュエータ40は、バルブのバルブ軸21にリンク機構22を介して接続されている。
A valve is housed in the
リンク機構22は、バルブ軸21に一体的に取付けられているプレート24と、このプレート24から延びているピン25と、このピン25に掛けられていると共にサーモアクチュエータ40の先端に取付けられているフック部26と、プレート24に隣接して設けられプレート24を戻し方向に付勢するリンク用リターンばね27とからなる。
The
熱交換器15の側方には、媒体を導入するための媒体導入管31が接続されている。また、熱交換器15には、サーモアクチュエータ40を支持しているアクチュエータ支持部材32が接続されている。アクチュエータ支持部材32には、媒体を排出するための媒体排出管33が接続されている。
A
即ち、媒体は、媒体導入管31から熱交換器15に導入される。導入された媒体は、熱交換器15内において排気ガスの熱を受け、媒体排出管33から排出される。次図においてサーモアクチュエータ40を詳細に説明する。
That is, the medium is introduced from the
図2に示されるように、サーモアクチュエータ40は、金属製のケース50と、このケース50の一端に接続されていると共に媒体の温度を感知する感温部60と、ケース50内に収納され感温部60が感知した温度によって前進(図面右方向)する棒状のアクチュエータロッド43(ピストン43)と、このアクチュエータロッド43の先端に設けられアクチュエータロッド43と共に図面左右に移動するロッド70と、このロッド70の先端の外周に設けられロッド70をガイドする樹脂製の軸受80と、ロッド70を後退する方向(図面左方向)に付勢しているリターンばね46とからなる。感温部60は、アクチュエータ支持部材(図1、符号32)の内部に臨み、アクチュエータ支持部材の内部を流れる媒体の温度を感知する。
As shown in FIG. 2, the
ケース50には、鋼材、ステンレス、アルミニウム等の素材を用いることができる。軸受80には、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン等の素材を用いることができる。
The
ケース50は、円筒状のケース基部51と、このケース基部51の先端からロッド70の中心軸CLに向かって縮径するケース段差部52と、このケース段差部52の先端から軸受80に沿ってさらに延びている小径部53とが一体的に形成されている。
The
感温部60は、ケース50の一端にかしめられている連結フランジ61と、この連結フランジ61の内部に結合されているエレメントケース62と、このエレメントケース62の先端にかしめられているカバー63と、これらのカバー63及びエレメントケース62によって形成されている空間に充填されているワックス64と、このワックス64の内部に配置され可撓性に富むスリーブ65とからなる。スリーブ65の中にはグリース66が充填されている。
The
サーモアクチュエータ40を排熱回収装置(図1、符号10)に採用する場合には、感温部60はアクチュエータ支持部材(図1、符号32)に差込まれるようにして支持される。これにより、感温部60の周りに媒体を流すことができ、感温部60は、感温部60周縁の温度を感知することができる。より具体的には、感温部60は、感温部60周縁を流れる媒体の温度を感知することができる。
When the
ロッド70は、アクチュエータロッド43の先端が当接しているロッド基部71と、このロッド基部71に一体的に形成され先端にフック部26が取付けられているロッド本体部72と、ロッド基部71から外周に向かって延びリターンばね46の後方の端部を受けているロッド鍔部73とからなる。
The
ロッド基部71は、ロッド本体部72よりも径が大きく形成されている。このことにより、ロッド基部71には、ロッド本体部72に向かって段差部71aが形成されている。
The
軸受80は、ロッド本体部72が内周面に摺接する筒状の筒部81と、この筒部81から外周に向かって延びケース段差部52に当接している抜止め部82とからなる。軸受80の後方の端部81aは、ロッド70の前進限を規定するストッパである。抜止め部82は、前方の面がケース段差部52に接触している。
The
軸受80の外周に沿って、リターンばね46の前方の端部を受けると共に、リターンばね46の周方向への変位を規制するガイド部材48が配置されている。ガイド部材48の一部は、ロッド70(軸受80)の抜止め部82に沿って形成されている。このようなサーモアクチュエータ40の作用を排熱回収装置(図1、符号10)の作用と共に次図以降において説明する。
A
図3(a)に示されるように、感温部60の周縁には、熱交換器(図1、符号15)内を流れる媒体が流される。この媒体の温度T1が低い場合には、ワックス64は収縮した状態にある。ワックス64が収縮している場合には、リターンばね46の付勢力によって、ロッド70は後退限に位置している。即ち、感温部60は、感温部60の近傍の温度を感知し、ロッド70を後退限に留まらせている。
As shown in FIG. 3A, the medium flowing in the heat exchanger (FIG. 1, reference numeral 15) flows along the periphery of the
図3(b)に示されるように、媒体の温度が低い場合には、第1流路13は、バルブ軸21に取付けられているバルブ28によって閉じられている。
As shown in FIG. 3B, when the medium temperature is low, the
図1に戻り、第1流路13が閉じられている場合には、導入口11から導入された排気ガスは、第2流路14へ向かって流れる。第2流路14に向かって流れる排気ガスは、熱交換器15内部を流れる媒体との間において熱交換を行う。これによって媒体が温められる。
Returning to FIG. 1, when the
図4(a)に示されるように、媒体が温められることにより、ワックス64が膨張する。ワックス64が膨張すると、スリーブ65が押し潰され、アクチュエータロッド43がリターンばね46の付勢力に抗して前進する。即ち、感温部60が感知した温度によってアクチュエータロッド43が前進する。アクチュエータロッド43と共にロッド70も前進する。
As shown in FIG. 4A, the
媒体の温度がT2に達した場合には、ロッド70の段差部71aが軸受80の端部81aに当接する。これによって、ロッド70が前進することを規制する。
When the temperature of the medium reaches T2, the stepped
図4(b)に示されるように、媒体の温度がT2のとき、バルブ28は、第1流路13を開放している。このときのバルブ28の開放量は、第1流路13を排気ガスが通過するのに必要十分な量である。
As shown in FIG. 4B, when the medium temperature is T2, the
図1に戻り、第1流路13が開放されると、排気ガスは導入口11の下流に真っ直ぐ取付けられている第1流路13内を流れる。このとき、排気ガスは第2流路14へ流れないので、排気ガスと媒体との間において熱交換は行われない。
Returning to FIG. 1, when the
図4(a)に戻り、ケース50内には、ロッド70の前進限を規定するストッパ(軸受80の端部81a)が形成されている。前進したロッド70が所定の位置まで到達すると、ロッド70は、軸受80の端部81aに当接する。当接することにより、ロッド70はさらに前進することが妨げられる。これにより、必要以上にロッド70が前進することを防止することができる。不要な移動を防止することにより、ロッド70が軸受80に接触することによる軸受80の摩耗、及び、アクチュエータロッド43(ピストン43)がスリーブ65に接触することによるスリーブ65の摩耗を抑制することができる。摩耗を抑制することにより、サーモアクチュエータ40の長寿命化を図ることができる。
Returning to FIG. 4A, a stopper (an
サーモアクチュエータ40は、ロッド70の過移動が防止されている。このため、バルブ室(図4(b)、符号17)を大きめに設定する必要がなく、排熱回収装置(図1、符号10)を小型化することができる。
The
加えて、ロッド70には段差部71aが形成されていると共に、軸受80の端部81aによってストッパが形成されている。ロッド70が前進した際に、段差部71aが軸受80の端部81aに接触することにより、ロッド70の前進が規制される。軸受80の端部81aをロッド70のストッパとして利用するため、部品点数を増加することなくロッド70の前進限を規定することができる。
In addition, a
さらに、軸受80には、外周方向に向かって延びる抜止め部82が形成され、この抜止め部82の前側の面がケース50(段差部52)に当接している。これにより、ロッド70が軸受80に接触した際に、後方から前方に向かって加わる力を抜止め部82によって受けることができる。これにより、軸受80の軸方向への変位を防止し、更に確実にロッド70の移動を規制することができる。
Further, the
図4(b)も参照して、ロッド70の前進量は、バルブ28の回転量に合わせて設定されている。即ち、バルブ28が必要十分に開いた位置でロッド70の前進が規制される。このことにより、バルブ28も所定の位置まで移動することにより止められる。
Referring also to FIG. 4B, the advance amount of the
ここで、サーモアクチュエータ40がストッパを有しない場合には、ロッド70が所定の量を超えて前進することがある。この場合、サーモアクチュエータ40によって作動するバルブ28も所定の量を超えて作動する。このため、サーモアクチュエータ40がストッパを有しない場合には、バルブ28を収納するバルブ室17は、ロッド70の過移動分を見込み大きめに設定する必要がある。
この点、本発明によるサーモアクチュエータ40は、過移動が防止されている。このため、バルブ室17を大きめに設定する必要がなく、排熱回収装置10を小型化することができる。
Here, when the
In this respect, the
次に、本発明の実施例2を図面に基づいて説明する。図5は実施例2のサーモアクチュエータの断面構成を示し、上記図2に対応させて表している。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 shows a cross-sectional configuration of the thermoactuator of the second embodiment, corresponding to FIG.
図5に示されるように、実施例2によるサーモアクチュエータ40Aは、実施例1のサーモアクチュエータに比べて、ストッパ及びロッド鍔部を変更した。即ち、ロッド70Aには、ロッド70A(ロッド基部71A)の側面からリターンばね46の外周まで突出するロッド鍔部73Aが形成されている。
As shown in FIG. 5, the
また、ケース50Aには、ケース50Aの内周面からケース50Aの中心軸CLに向かって突出する突起部55Aが形成されている。この突起部55Aは、ロッド鍔部73Aに対して周方向に重なる位置まで突出している。即ち、ロッド鍔部73Aが当接可能な位置まで突起部55Aが突出しており、この突起部55Aによってストッパが形成されている。ロッド70Aが所定量前進すると、ロッド鍔部73Aが突起部55Aに接触し、ロッド70Aの前進が規制される。
Further, the
突起部55Aは、ケース50Aに一体的に形成してもよいし、別体によって形成してもよい。このようなサーモアクチュエータ40Aにおいても、ロッド70Aの不要な移動を防止することにより、ロッド70Aが軸受80に接触することによる軸受80の摩耗、及び、アクチュエータロッド43(ピストン43)がスリーブ65に接触することによるスリーブ65の摩耗を抑制することができる。
The
加えて、突起部55Aはケース50Aの内周面に沿って形成されるため、ケース50A内の他の部位に比べて、周方向の断面積を大きくすることができる。周方向の断面積が大きいため、ロッド鍔部73Aとの接触面積を大きく確保することができる。ロッド鍔部73Aとの接触面積を大きくすることにより、突起部55Aの単位面積当たりに加わる負荷を軽減し、長寿命化を図ることができる。
In addition, since the
さらに、実施例1の場合には、軸受としての最低限の長さを確保する必要があり、この点においてストッパを形成する場所が制限される。これに比べ、突起部55Aは、軸方向において配置の自由度が高い。このため、突起部55Aの突出量をより自由に設定することができる。
Furthermore, in the case of the first embodiment, it is necessary to secure a minimum length as a bearing, and in this respect, the place where the stopper is formed is limited. In comparison, the
次に、本発明の実施例3を図面に基づいて説明する。図6は実施例3のサーモアクチュエータの断面構成を示し、上記図2に対応させて表している。 Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 shows a cross-sectional configuration of the thermoactuator of Example 3, corresponding to FIG.
図6に示されるように、実施例3によるサーモアクチュエータ40Bは、実施例1のサーモアクチュエータに比べて、ガイド部材を変更した。
As shown in FIG. 6, the
即ち、リターンばね46の周方向への変位を規制するガイド部材48Bが、ケース50の他端から一端に向かって、リターンばね46の内周に沿って延びている。このようなガイド部材48Bと、段差部71aとは、周方向において重なっており、ガイド部材48Bの後方の端部48aによってストッパが形成されている。ロッド70が所定量前進すると、段差部71aがガイド部材48Bの端部48a(ストッパ48a)に接触し、ロッド70の前進が規制される。
That is, the
ガイド部材48Bの後方の端部48aは、軸受80の後端に沿って中心軸CLに向かって折り曲げられていることが望ましい。ロッド70がガイド部材48Bの端部48aに接触した際に、後方から前方に向かって加わる力を抜止め部82によって受けることができるからである。これにより、軸受80及びガイド部材48Bの軸方向への変位を防止し、更に確実にロッド70の移動を規制することができる。軸受80の長さがガイド部材48Bの端部48aの位置に合わせて延ばされる必要がある。即ち、ストッパを形成する位置に合わせて、ガイド部材48B及び軸受80の両方を略同じ位置まで延ばしておく。
The
このようなサーモアクチュエータ40Bにおいても、ロッド70の不要な移動を防止することにより、ロッド70が軸受80に接触することによる軸受80の摩耗、及び、アクチュエータロッド43(ピストン43)がスリーブ65に接触することによるスリーブ65の摩耗を抑制することができる。
In such a
さらに、ガイド部材48Bの端部48aをロッド70のストッパとして利用するため、部品点数を増加することなくロッド70の前進限を規定することができる。
Furthermore, since the
次に、本発明の実施例4を図面に基づいて説明する。図7は実施例4のサーモアクチュエータの断面構成を示し、上記図2に対応させて表している。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 shows a cross-sectional configuration of the thermoactuator of Example 4, corresponding to FIG.
図7に示されるように、実施例4によるサーモアクチュエータ40Cは、実施例1のサーモアクチュエータに比べて、ケースの形状を変更した。
As shown in FIG. 7, the
即ち、ケース50Cの他端には、周方向においてロッド70に重なる位置まで折り曲げられているベンド部56Cが形成され、このベンド部56Cによってストッパが形成されている。ロッド70の先端が、ベンド部56Cに当接することにより、ロッド70は前進を規制される。
That is, the other end of the
このようなサーモアクチュエータ40Cにおいても、ロッド70の不要な移動を防止することにより、ロッド70が軸受80に接触することによる軸受80の摩耗、及び、アクチュエータロッド43(ピストン43)がスリーブ65に接触することによるスリーブ65の摩耗を抑制することができる。
Also in such a
加えて、ケース50Cの端部をロッド70のストッパとして利用するため、部品点数を増加することなくロッド70の前進限を規定することができる。また、ロッド70が先端までケース50Cによって覆われているため、ロッド70を保護することができる。
In addition, since the end of the
次に、本発明の実施例5を図面に基づいて説明する。図8(a)は実施例5のサーモアクチュエータの断面構成を示し、上記図2に対応させて表している。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8A shows a cross-sectional configuration of the thermoactuator of Example 5, corresponding to FIG.
図8(a)に示されるように、実施例5によるサーモアクチュエータ40Dは、実施例1のサーモアクチュエータに、ワックスの逃げ部を追加した。
As shown in FIG. 8A, in the
即ち、感温部60には、ロッド70が前進限に位置している場合に、さらに膨張するワックス64を逃がすための逃げ部90が取付けられている。
That is, the
逃げ部90は、感温部60(エレメントケース62)に接続され孔91aが開けられているプレート91と、このプレート91に接続されている逃げ部ケース92と、この逃げ部ケース92内に収納されプレート91の孔91aを閉じる弁体100と、この弁体100をプレート91に向かって付勢しているばね94とからなる。即ち、プレート91は弁座であり、逃げ部ケース92は弁箱である。
The
弁体100は、外周にシール101が取り付けられている円盤形状の弁基部102と、この弁基部102に一体的に形成さればね94の内周に延びているガイド部104とからなる。
The
逃げ部90のばね94のばね定数は、ケース50内のリターンばね46のばね定数よりも大きい。このことと、プレート91の孔91aの径が小さいことにより、弁体100よりも先にロッド70が変位する。
The spring constant of the
図8(b)に示されるように、温度が上昇しワックス64が膨張すると、まずロッド70が前進する。ロッド70は、所定の量だけ前進すると軸受80の端部81aによって前進を規制される。
As shown in FIG. 8B, when the temperature rises and the
図8(c)に示されるように、さらにワックス64が膨張すると、この力によって弁体100が押し下げられる。弁体100が押し下げられることにより、ワックス64が逃げ部ケース92内に逃げる。これにより、感温部60に加わり得る負荷を軽減することができる。
As shown in FIG. 8C, when the
次に、実施例6による排熱回収装置を図面に基づいて説明する。図9は実施例6の排熱回収装置の側面構成を示している。図1と共通の構成要素については、符号を流用し、詳細な説明を省略する。 Next, an exhaust heat recovery apparatus according to Embodiment 6 will be described with reference to the drawings. FIG. 9 shows a side configuration of the exhaust heat recovery apparatus of the sixth embodiment. Constituent elements common to those in FIG. 1 are denoted by reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図9に示されるように、排熱回収装置110は、バルブ室17の側方からロッド70の中心軸CL上に第2のピン111(ストッパ111)を伸ばしている。
As shown in FIG. 9, the exhaust
フック部26が第2のピン111に当接することにより、ロッド70の前進を規制することができる。このような排熱回収装置110においても、本発明所定の効果を得ることができる。特に、第2のピン111がロッド70の中心軸CL上に配置されていることにより、ロッド70に曲げモーメントを発生させずに、ロッド70の前進を規制することができる。
The forward movement of the
次に、実施例7による排熱回収装置を図面に基づいて説明する。図10は実施例7の排熱回収装置の側面構成を示し、図9に対応させて表している。 Next, an exhaust heat recovery apparatus according to Embodiment 7 will be described with reference to the drawings. FIG. 10 shows a side configuration of the exhaust heat recovery apparatus of the seventh embodiment, corresponding to FIG.
図10に示されるように、排熱回収装置120は、プレート24に一体的に第3のピン121(当接片121)が立てられていると共に、バルブ室17の側方から第3のピン121の軌道上にバー122(ストッパ122)を延ばしている。
As shown in FIG. 10, the exhaust
ロッド70が前進することにより、プレート24が回転する。プレート24と共に第3のピン121が回転する。ロッド70が所定の量だけ前進し、第3のピン121が所定の量だけ回転すると、第3のピン121はバー122に当接する。これにより、第3のピン121の回転が規制され、ロッド70の前進が規制される。このような排熱回収装置120においても、本発明所定の効果を得ることができる。
As the
次に、実施例8による排熱回収装置を図面に基づいて説明する。図11は実施例8の排熱回収装置の断面構成を示し、図3(b)に対応させて表している。 Next, an exhaust heat recovery apparatus according to Embodiment 8 will be described with reference to the drawings. FIG. 11 shows a cross-sectional configuration of the exhaust heat recovery apparatus according to the eighth embodiment, corresponding to FIG.
図11に示されるように、排熱回収装置130のバルブ28には、ストッパ131が取り付けられている。ストッパ131は、バルブ28が所定量スイングすることによりバルブ室17の内壁17aに当接する。これにより、バルブ28はスイングを規制される。このような排熱回収装置130においても、本発明所定の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 11, a
次に、実施例9による排熱回収装置を図面に基づいて説明する。図12は実施例9の排熱回収装置の断面構成を示し、図11に対応させて表している。 Next, an exhaust heat recovery apparatus according to Embodiment 9 will be described with reference to the drawings. FIG. 12 shows a cross-sectional configuration of the exhaust heat recovery apparatus of Example 9, corresponding to FIG.
図12に示されるように、排熱回収装置140のバルブ室17の内壁17aには、バルブ28の軌道上に、ストッパ141が設けられている。バルブ28は、所定量スイングすることにより、ストッパ141に当接する。これにより、バルブ28はスイングを規制される。このような排熱回収装置140においても、本発明所定の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 12, a
尚、本発明のサーモアクチュエータは、実施の形態では排熱回収装置に適用したが、EGR(Exhaust Gas Recirculation)クーラやコージェネレーションシステム、熱電発電装置への適用も可能であり、排熱回収装置以外の熱交換デバイスにも搭載可能である。 Although the thermoactuator of the present invention is applied to the exhaust heat recovery device in the embodiment, it can be applied to an EGR (Exhaust Gas Recirculation) cooler, a cogeneration system, and a thermoelectric power generation device. It can also be installed in other heat exchange devices.
また、サーモアクチュエータは、ワックスの膨張によってロッドが前進するスリーブ式の他、ダイヤフラムの変位によってロッドが前進するダイヤフラム式にも採用することができる。サーモアクチュエータの形式としては、これらのものに限られない。 The thermoactuator can be employed not only in a sleeve type in which the rod advances by expansion of wax but also in a diaphragm type in which the rod advances by displacement of the diaphragm. The type of thermoactuator is not limited to these.
さらに、必要に応じて各実施例間において、構成を組み合わせることもできる。例えば、ガイド部材の端部をストッパとする発明に、逃げ部を追加することができる。組み合わせの例は、これに限られない。 Furthermore, it is also possible to combine configurations among the embodiments as necessary. For example, an escape portion can be added to the invention using the end portion of the guide member as a stopper. Examples of combinations are not limited to this.
本発明のサーモアクチュエータは、排熱回収装置に好適である。 The thermoactuator of the present invention is suitable for an exhaust heat recovery device.
10,110,120,130,140…排熱回収装置(熱交換デバイス)
12…分岐部
13…第1流路
14…第2流路
15…熱交換器
17…バルブ室
21…バルブ軸
28…バルブ
40,40A,40B,40C,40D…サーモアクチュエータ
43…アクチュエータロッド(ピストン)
46…リターンばね
48B…ガイド部材
48a…ガイド部材の端部(ストッパ)
50,50A,50C…ケース
55A…突起部(ストッパ)
56C…ベンド部
60…感温部
65…スリーブ
70,70A…ロッド
71,71A…ロッド基部
73A…ロッド鍔部
71a…段差部
72…ロッド本体部
80…軸受
81a…軸受の端部(ストッパ)
111…第2のピン(ストッパ)
121…第3のピン(当接片)
122…バー(ストッパ)
131,141…ストッパ
CL…ロッドの中心軸
10, 110, 120, 130, 140 ... Waste heat recovery device (heat exchange device)
DESCRIPTION OF
46 ...
50, 50A, 50C ...
56C ... Bend
111 ... Second pin (stopper)
121 ... Third pin (contact piece)
122 ... Bar (stopper)
131, 141 ... Stopper CL ... Center axis of rod
Claims (4)
この分岐部から延びている第1流路と、
前記分岐部から前記第1流路に沿うようにして延びている第2流路と、
この第2流路に取付けられ、前記排気ガスの熱からエネルギを回収する熱交換器と、
前記第1流路又は前記第2流路を開閉可能に設けられ、サーモアクチュエータによって作動されるバルブとからなり、
前記サーモアクチュエータは、筒状のケースと、このケースの一端に取付けられ媒体の温度を感知する感温部と、この感温部内のスリーブに収納され前記感温部が感知した温度によって前進するピストンと、このピストンの先端に配置され前記ピストンが前進することによって前進するロッドと、前記ケース内に収納され前記ロッドを後退する方向に付勢しているリターンばねとからなり、
前記ケース内には、前記ロッドの前進限を規定するストッパが形成され、
前記ロッドの前進限が規定されることにより、前記バルブの開度が規定される熱交換デバイスであって、
前記ロッドは、前記ピストンの先端が当接しているロッド基部と、このロッド基部に一体的に形成されているロッド本体部とからなり、
前記ロッド基部の径が前記ロッド本体部の径よりも大きく形成されていることにより、前記ロッド基部には、前記ロッド本体部に向かって段差部が形成され、
前記ロッド本体部の外周面に沿って軸受が配置され、
前記リターンばねの径方向への変位を規制するガイド部材が、前記ケースの他端から一端に向かって、前記リターンばねの内周に沿って延び、
前記ガイド部材と、前記段差部とは、周方向において重なっており、
前記ストッパは、前記ガイド部材の端部によって形成されていることを特徴とする熱交換デバイス。 A branch part into which exhaust gas is introduced and branches the introduced exhaust gas into two flow paths;
A first flow path extending from the branch portion;
A second flow path extending from the branch portion along the first flow path;
A heat exchanger attached to the second flow path for recovering energy from the heat of the exhaust gas;
Provided so as to be open and close the first passage or the second passage, Ri Do and a valve that is actuated by a thermo-actuator,
The thermoactuator includes a cylindrical case, a temperature sensing part that is attached to one end of the case and senses the temperature of the medium, and a piston that is housed in a sleeve in the temperature sensing part and moves forward according to the temperature sensed by the temperature sensing part. And a rod that is disposed at the tip of the piston and moves forward as the piston moves forward, and a return spring that is housed in the case and urges the rod to move backward.
In the case, a stopper that defines the forward limit of the rod is formed,
By the forward limit of the rod is defined, a heat exchange device that opening Ru is defined in the valve,
The rod is composed of a rod base that is in contact with the tip of the piston, and a rod body that is integrally formed with the rod base.
By forming the diameter of the rod base larger than the diameter of the rod main body, a stepped portion is formed in the rod base toward the rod main body.
A bearing is disposed along the outer peripheral surface of the rod main body,
A guide member that regulates the radial displacement of the return spring extends from the other end of the case toward the one end along the inner periphery of the return spring,
The guide member and the stepped portion overlap each other in the circumferential direction,
The heat exchange device , wherein the stopper is formed by an end portion of the guide member .
前記軸受は、前記ガイド部材の端部と略同じ位置まで延びていることを特徴とする請求項2記載の熱交換デバイス。 The bearing and the stepped portion overlap each other in the circumferential direction,
The heat exchange device according to claim 2 , wherein the bearing extends to substantially the same position as an end of the guide member .
前記軸受は、前記ロッド本体部が内周面に摺接する筒状の筒部と、この筒部から外周に向かって延び前記ケース段差部に当接している抜止め部と、を有し、
前記ガイド部材は、前記抜止め部に沿って形成されている部分を含むことを特徴とする請求項3記載の熱交換デバイス。 The case has a cylindrical case base, and a case step portion that is reduced in diameter from the tip of the case base toward the central axis,
The bearing includes a cylindrical tube portion in which the rod body portion is in sliding contact with an inner peripheral surface, and a retaining portion that extends from the tube portion toward the outer periphery and is in contact with the case step portion.
The heat exchange device according to claim 3 , wherein the guide member includes a portion formed along the retaining portion .
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